Tóm tắt lý thuyết & các dạng toán - Vật lý 12(Đây mới hoàn chỉnh).13931

Tóm tắt lý thuyết & các dạng toán - Vật lý 12 - 1 -

GV : NGÔ NGỌC TOÀN DĐ : 090 9894 590 Email : [email protected]

sin

3π

4π

6π

6π

4π

3π

2π

32π

43π

65π

65π

2π

32π

43π

23A

22A

21A

22A

21A

23A

22A-

21A-

23A-

23A

22A-

21A- A

0-A

0

W®=3Wt

W®=3Wt

W®=Wt

Wt=3W®

W®=Wt

2/2vv max

23vv max

2/vv max2/vv max

22 vv max

v < 0

23vv max

x

V > 0

Wt=3W®

+

cos

Thừa số Tên tiền tố Ký hiệu Thừa số Tên tiền tố Ký hiệu1012 Tera T 10-1 dexi d109 Giga G 10-2 centi c106 Mega M 10-3 mili m103 Kilo K 10-6 micro µ102 Hecto H 10-9 nano n101 Deca D 10-12 pico p

mailto:[email protected]



CHỦ ĐỀ 1: CƠ HỌC VẬT RẮN

VẤN ĐỀ 1. ĐỘNG HỌC VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNHĐại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Quay đều Quay biến đổi đều Ghi chú1. Gia tốc góc (rad/s2,vòng/s2) 0 const

2. Tốc độ góc (rad/s, vòng/s)

2 2 f constT 0 t Phương trình

vận tốc

3. Tọa độ góc (rad) t 02

0 012

t t Phương trìnhchuyển động

4. Góc quay (rad)

0

0

tt t

2 2

00 2

Thường chọnt0 = 0

Xét một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R5. Tốc độ dài v (m/s) constRv tavRv t 0

6. Gia tốchướng tâm an (m/s2) R

vRan

22

RvRan

22 Gia tốc pháp

tuyến7. Gia tốctiếp tuyến at (m/s2) 0ta ta R

8. Gia tốcToàn phần a (m/s2) naa

2 2

2 4

n ta a a

r

tn aa

Chú ý: Mọi điểm của vật rắn đều chuyển động tròn trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, tâm nằm

trên trục quay, bán kính bằng khoảng cách từ điểm xét đến trục quay. Các đại lượng , , có giá trị đại số, phụ thuộc vào chiều dương được chọn( thường chọn chiều dương là chiều quay của vật). Đổi đơn vị: 1 vòng = 3600 = 2 rad >0: chuyển động quay nhanh dần. <0: chuyển động quay chậm dần.

Gia tốc góc:2

2' " d ddt dt

Gia tốc dài:2

2' "dv d xa v xdt dt

Quãng đường quay được: . .2s r n R n: số vòng quay được. (rad)

VẤN ĐỀ 2. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNHĐại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Biểu thức Ghi chú

1. Mômen quántính I (kg.m2)

2mrI của chất điểm đối với một trục

2ii rmI của vật rắn đối với một trục




a. Thanh mảnh 2

121 mLI Các vật đồng chất, có dạng hình học đối xứng.

L: chiều dài thanh.b. Vành tròn ( hình trụ rỗng) 2mRI

c. Đĩa tròn( hình trụ đặc)2

21 mRI

d. Hình cầu đặc2

52 mRI

2. Mômen độnglượng L (kg.m2.s-1) mrvIL

3. Mômen lực M (N.m) FdM d: khoảng cách từ trục quay đến giá của lực(cánh tay đòn của lực)

2M mr I Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh mộttrục cố định (dạng khác của ĐL II Newton)

Dạng khácdtdLM

Chú ý: Công thức Stenner: 2mdII GO dùng khi đổi trục quay.

d = OG : khoảng cách giữa hai trục quay. 0FM : nếu F

có giá cắt hoặc song song với trục quay.

Định lí biến thiên mômen động lượng: 2 1 2 2 1 10M M L L L M t I I

VẤN ĐỀ 3. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNGNội dung: 1 1 2 20M L const I I

I1, 1: mômen quán tính và tốc độ góc của vật lúc đầu.I2, 2: mômen quán tính và tốc độ góc của vật lúc sau.

Chú ý: Áp dụng định luật cho hệ vật rắn có cùng trục quay: constL đối với trục quay đó. Khi I = const = 0 : vật rắn không quay.

hoặc = const: vật rắn quay đều.

VẤN ĐỀ 4. KHỐI TÂM. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN

1. Tọa độ khối tâm:

i

iiC m

xmx

i

iiC m

ymy

i

iiC m

zmz

2. Chuyển động của khối tâm: Fam c

( F

: tổng hình học các vectơ lực tác dụng lên vật rắn.)3. Động năng: ( J )

Chuyển động tịnh tiến Chuyển động quay Chuyển động song phẳng

2ñ 2

1W Cmv 2ñ 2

1W I 22ñ 2

121W ImvC

•

NA••L,R0RCB

XR




Chú ý: Xem khối tâm trùng với trọng tâm G. Khi mất trọng lượng, trọng tâm không còn nhưng khối tâm

luôn tồn tại. Vật rắn lăn không trượt: RvC Mọi lực tác dụng vào vật :

+) có giá đi qua trọng tâm làm vật chuyển động tịnh tiến.+) có giá không đi qua trọng tâm làm vật vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến.

Định lí động năng: 12ñW ññngoaïilöïc WWA

Thế năng trọng trường: tW mghh: độ cao tính từ mức không thế năng.

Định luật bảo toàn cơ năng: Khi vật chỉ chịu tác dụng của lực thế: ñ tW=W W onstc

* Sự tương tự giữa các đại lượng góc và đại lượng dài trong chuyển động quay và chuyển độngthẳng

Chuyển động quay(trục quay cố định, chiều quay không đổi)

Chuyển động thẳng(chiều chuyển động không đổi)

Toạ độ góc Tốc độ góc Gia tốc góc Mômen lực MMômen quán tính IMômen động lượng L = I

Động năng quay 2đ

1W2

I

rad Toạ độ xTốc độ vGia tốc aLực FKhối lượng mĐộng lượng p = mv

Động năng 2đ

1W2

mv

mrad/s m/srad/s2 m/s2

Nm Nkgm2 kg

kgm2/s kgm/s

J J

Chuyển động quay đều: = const; = 0; = 0 + t

Chuyển động quay biến đổi đều: = const = 0 + t

20

12

t t

2 20 02 ( )

Phương trình động lực họcMI

o Dạng khác dLMdt

Định luật bảo toàn mômen động lượng1 1 2 2 iI I hay L const

Định lý về động năng2 2

đ 2 11 1W2 2

I I A (công của ngoại lực)

Chuyển động thẳng đều:v = const; a = 0; x = x0 + at

Chuyển động thẳng biến đổi đều:a = constv = v0 + at

x = x0 + v0t + 212

at2 2

0 02 ( )v v a x x Phương trình động lực học

Fam

o Dạng khác dpFdt

Định luật bảo toàn động lượngi i ip m v const

Định lý về động năng2 2

đ 2 11 1W2 2

mv mv A (công của ngoại lực)

CHỦ ĐỀ 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

VẤN ĐỀ 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒACác định nghĩa

1. Dao động Là một chuyển động qua lại và có giới hạn quanh một vị trí cân bằng (vị trí màvật đứng yên).




2. Dao động tuầnhoàn

Là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau nhữngkhoảng thời gian bằng nhau.

3. Một dao động toànphần (chu trình) Là giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại trong dao động tuần hoàn.

4. Chu kì Thời gian thực hiện một dao động toàn phần (khoảng thời gian ngắn nhất giữahai lần vật đi qua một vị trí xác định với cùng chiều chuyển động).

5. Tần số Số dao động toàn phần thực hiện trong một giây.

6. Dao động điều hòa Là dao động tuần hoàn được mô tả bằng một định luật dạng cosin (hay sin) theothời gian.

7. Dao động tự do(dao động riêng)

Là dao động của hệ xảy ra chỉ dưới tác dụng của nội lực, mỗi hệ dao động tự dođều có một tần số góc riêng 0 nhất định.

8.Dao động tắt dần

-Là dao động có “biên độ” giảm dần theo thời gian; dao động tắt dần không cótính tuần hoàn; sự tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn.-Khi ma sát nhỏ, dao động tắt dần có thể coi gần đúng là tuần hoàn với tần sốgóc bằng tần số góc riêng 0 của hệ.

9.Dao động duy trì Là dao động có được khi cung cấp thêm năng lượng bù lại sự tiêu hao do ma sátmà không làm thay đổi tần số góc riêng của hệ.

10.Dao động cưỡngbức

-Là dao động được tạo ra dưới tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn0 os tF F c

-Dao động cưỡng bức là điều hòa; có tần số góc bằng tần số góc của ngoạilực; biên độ tỉ lệ với F0 và phụ thuộc vào -Khi =0 thì biên độ của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại: ta có hiệntượng cộng hưởng.

Đại lượng vật lí Kí hiệu(đơn vị) Công thức Ghi chú

1.Li độ(độ lệch khỏi VTCB) x (m;

cm…)

cos( )

sin2

x A t

A t

Phương trình dao động điều hòaA, , là hằng số

a. Biên độ dao động A (m;cm…) A = xmax

A>0, phụ thuộc vào cách kíchthích dao động

b. Pha của dao động(t) (rad) = ( )t Xác định trạng thái dao động

c. Pha ban đầu (t=0) (rad) Có giá trị tùy theo điều kiện banđầu

d. Tần số góc (rad/s)

2 2 fT T: chu kì (s)

f: tần số (s-1; Hz)

2.Vận tốc v (m/s) '( ) Asin t+

os t+ +2

v x t

Ac

Vận tốc sớm pha hơn li độ góc2

3. Gia tốc: a (m/s2) 2 2

'( ) "( )os t+

a v t x tAc x

Gia tốc ngược pha với li độ

4. Chu kì T (s)2 1 tT

f N

N: Số dao động thực hiện trong

khoảng thời gian t

5. Tốc độ trung bình v (m/s)svt

s: Quãng đường vật đi đượctrong khoảng thời gian t

6. Vận tốc trung bình vtb (m/s) 2 1tb

x xxvt t

x: Độ dời vật thực hiện đượctrong khoảng thời gian t




Chú ý: Tại vị trí cân bằng:

x = 0v = vmax= A (hoặc bằng -A)a = 0

Tại hai biên:x = Av = 0a = amax= 2A (hoặc bằng -2A)

Vận tốc trung bình của vật dao động điều hòa trong một chu kì bằng 0.

VẤN ĐỀ 2. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

1. Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơquay

Mỗi dao động điều hòa: x=Acos t+

Được biểu diễn bằng một vectơ quay OM

(tâm quay O):OM = ATốc độ góc = Tần số gócỞ thời điểm t=0: ,OxOM

2. Tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số:

1 1 1

2 2 2

os t+

os t+

x Ac

x A c

*Dao động tổng hợp: 1 2 osx x x Ac t cùng phương, cùng tần số với hai dao động thành phần.

a.Biên độ dao động 2 21 2 1 22 osA A A AA c

b.Độ lệch pha 2 1

c.Pha ban đầu 1 1 2 2

1 1 2 2

sin sintanos os

A AAc A c

Chú ý: 2 10: : x2 sớm pha hơn x1 một góc (x1 trễ pha hơn x2 một góc ). 2 10: : x2 trễ pha hơn x1 một góc (x1 sớm pha hơn x2 một góc ). 2 10: : hai dao động cùng pha (hoặc 2n ): ax 1 2mA A A A

: hai dao động ngược pha {hoặc (2 1)n }: min 1 2A A A A

1 2 1 2A A A A A Để so sánh pha dao động, phải chuyển các phương trình dao động về cùng một hàm số lượng giác :

cos sin2

x x

và sin os x-2

x c

VẤN ĐỀ 3. MỘT SỐ HỆ DAO ĐỘNGĐại lượng vật lí Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lí

1.Cấu trúc

Vật có khối lượng m (kg),gắn vào lò xo có độ cứng k

( Nm

)

Vật có khối lượng m (kg),treo ở đầu sợi dây nhẹ,không dãn, chiều dài l (m)

Vật rắn khối lượng m(kg), quay quanh mộttrục nằm ngang khôngqua trọng tâm

O

x

M




2.Phương trìnhđộng lực học

2x"+ 0x x: li độ thẳng

2s"+ 0s s: li độ cong

2"+ 0 : li độ góc

3.Tần số góc riêngkm

gl

d

Img

4.Chu kì 2 mTk

2 lTg

2dITmg

4.Phương trình daođộng

x=Acos t+ 0s=s cos t+

0= cos t+

0 0 0,S l S l

0= cos t+ 1 rad

5.Năng lượng

a.Động năng Wđ21=

2mv Wđ

21=2mv Biến thiên tuần hoàn

với chu kì T’=2T ; tần

số góc ’=2; tần sốf’=2f

b.Thế năng Wđh21 x

2k Wt zmg

c.Cơ năng21W=

2kA const

20

0

1W=2

1 cos

gm s constl

mgl

Chú ý: Tại vị trí cân bằng: axmv v : Wt = 0; W = (Wđ)max

Tại hai biên: Wđ = 0; W = (Wt)max d : khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm vật rắn (m)

I: momen quán tính của vật rắn đối với trục quay (kg.m2)

VẤN ĐỀ 4. MỘT SỐ DẠNG TOÁN

Chọn hệ quy chiếu: Trục Ox... Gốc toạ độ tại VTCB Chiều dương... Gốc thời gian (t=0): thường chọn lúc vật bắt đầu dao động hoặc lúc vật qua VTCB theochiều (+)

Phương trình dao động có dạng: x = Acos(t + ) Phương trình vận tốc: v = -Asin(t + )

1. Xác định tần số góc : (>0)

Khi cho độ dãn của lò xo ở VTCB 0 : 00

k gk mgm 0

g

2 2

vA x

Dạng 1Viết phương trình dao động diều hoà.Xác định các đặc trưng của một dao động điều hoà




m1

2. Xác định biên độ dao động A:(A>0)Đề cho Công thức

Chiều dài quĩ đạo d của vật daođộng

2dA

Chiều dài lớn nhất và nhở nhấtcủa lò xo

min

2maxA

Li độ x và vận tốc v tại cùng mộtthời điểm

22

2

vA x

(nếu buông nhẹ v = 0)

Vận tốc và gia tốc tại cùng mộtthời điểm

2 2

2 4

v aA

Vận tốc cực đại vmax maxv

A

Gia tốc cực đại amax 2 maxa

A

Lực hồi phục cực đại Fmaxax

km

FA

Năng lượng của dao động2WAk

Một số chú ý về điều kiện của biên độ Vật m1 được đặt trên vật m2 dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. (Hình 1)

Để m1 luôn nằm yên trên m2 trong quá trình dao động thì: Amax = =

Hình 1 Hình 2 Hình 3 Vật m1 và m2 được gắn vào hai đầu lò xo đặt thẳng đứng, m1 dao động điều hoà.(Hình 2)

Để m2 luôn nằm yên trên mặt sàn trong quá trình m1 dao động thì: Amax = Vật m1 đặt trên vật m2 dao động điều hoà theo phương ngang. Hệ số ma sát giữa m1 và m2 là μ,

bỏ qua ma sát giữa m2 và mặt sàn. (Hình 3)

Để m1 không trượt trên m2 trong quá trình dao động thì: Amax = = 3. Xác định pha ban đầu : ( )

Dựa vào cách chọn gốc thời gian để xác định

Khi t=0 : 0 0

0 0

o s = xA s in = v

x x A cv v

Nếu lúc vật đi qua VTCB :

00

os =00

v 0sin

cAcos

AA sin v A

Nếu lúc buông nhẹ vật:

0

0

Acos xA sin

0 0cos

sin 0

xA

A




Chú ý: Khi thả nhẹ, buông nhẹ vật v0=0 , A=x0 Khi vật đi theo chiều dương thì v>0, theo chiều âm thì v<0 Pha dao động là: (t + )

sinx=cos x-2

; cos os x+x c

osx=cos x= +2nc

x= +2n

sinx=sinx= - +2n

Các trường hợp đặc biệt :

Trạng thái dao động ban đầu (t=0) x v φ (rad)Vật qua VTCB theo chiều dương 0 + – π/2Vật qua VTCB theo chiều âm 0 - π/2Vật qua biên dương A 0 0Vật qua biên âm -A 0 π

Vật qua vị trí x0 = A2

theo chiều dương A2

+ –3

Vật qua vị trí x0 = A2

theo chiều âm A2

-3

Vật qua vị trí x0 = - A2

theo chiều dương - A2

+ – 23

Vật qua vị trí x0 = - A2

theo chiều âm - A2

- 23

Vật qua vị trí x0 = A 22

theo chiều dương A 22

+ –4 .


theo chiều âm A 22

-4

Vật qua vị trí x0 = - A 22

theo chiều dương - A 22

+ – 34


theo chiều âm - A 22

- 34


theo chiều dương A 32

+ –6


theo chiều âm A 32

-6


theo chiều dương - A 32

+ – 56


theo chiều âm - A 32

- 56

x = a ± Asin(t + φ) với a, A, và φ là hằng số.x là tọa độ, x0 = Asin(t + φ) là li độ.Tọa độ vị trí cân bằng x = a, tọa độ vị trí biên x = a ± A.Vận tốc v = x’ = x0’; gia tốc a = v’ = x” = x0”

Hệ thức độc lập: a = - 2x0 và A2 = Khi x = a ± Asin2(t + φ) thì ta hạ bậc.

Dạng 2Dao động điều hòa có phương trình đặc biệt




Biên độ A/2; tần số góc 2, pha ban đầu 2φ.

Phương trình dao động có dạng: x = Acos(t + ) Phương trình vận tốc: v = -Asin(t + )

1.Khi vật đi qua li độ x0:

x0= Acos(t + ) cos(t + ) = 0xA

= cos ( ) 2 t n

2

nt nT (s)

với nN khi >0nN* khi <0

Khi có điều kiện của vật thì ta loại bớt một nghiệm t2. Khi vật đạt vận tốc v0 :

v0 = -Asin(t + ) sin(t + ) = 0vA

= sin

( ) 2( ) 2

t nt n

t nT

t nT

với nN khi0

0

và nN* khi

00

3. Tìm li độ vật khi vận tốc có giá trị v1: Ta dùng2

2 2 1vA x

22 1vx A

4. Tìm vận tốc khi đi qua li độ x1: 2 21 v A x ( khi vật đi theo chiều dương thì v>0 )

Cách 1 :

Tính số chu kỳ dao động từ thời điểm t1 đến t2 : 2 1t t mN nT T

, với 2T

Trong một chu kỳ :* vật đi được quãng đường sT = 4A* vật đi qua li độ bất kỳ 2 lần* Nếu m= 0 thì:

Quãng đường đi được: s = n.sT = n.4A Số lần vật đi qua x0 là m = n.mT = 2n

* Nếu m 0 thì: Khi t = t1 ta tính x1 = Acos(t1 + ) và v1 dương hay âm (không tính v1) Khi t = t2 ta tính x2 = Acos(t2 + ) và v2 dương hay âm (không tính v2)

Dạng 3Xác định thời điểm vật đi qua li độ x0, vận tốc vật đạt giá trị v0

Dạng 4Xác định quãng đường và số lần vật đi qua li độ x0 từ thời điểm t1 đến t2




Sau đó vẽ hình của vật trong phần lẽ mT

chu kỳ rồi dựa vào hình vẽ để tính slẽ và số lần

mlẽ vật đi qua x0 tương ứng. Khi đó:

Quãng đường vật đi được là: s = n.4A + slẽSố lần vật đi qua x0 là: m = 2n + mlẽ

* Ví dụ:1 0 2

1 20, 0x x xv v

ta có hình vẽ:

Khi đó + Số lần vật đi qua x0 là mlẽ= 1+ Quãng đường đi được: slẽ 1 2 1 22 4A A x A x A x x

Cách 2 :

Bước 1 : Xác định : 1 1 2 2

1 1 2 2

x Acos( t ) x Acos( t )và

v Asin( t ) v Asin( t )

(v1 và v2 chỉ cần xác định dấu)

Bước 2 : Phân tích : t2 – t1 = nT + t (n N; 0 ≤ t < T) . (Nếu2

T 2 At S2

)

Quãng đường đi được trong thời gian nT là S1 = 4nA, trong thời gian t là S2.Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2 :

* Nếu v1v2 ≥ 0

2 2 1

2

2 2 1

Tt S x x2T 2At S2Tt S 4A x x2

* Nếu v1v2 < 0 1 2 1 2

1 2 1 2

v 0 S 2A x xv 0 S 2A x x

Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng khi vật ở VTCB:mglk

2 lTg

Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB với con lắc lò xonằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α:

sinmglk

2

sinlT

g

+ Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + l(l0 là chiều dài tự nhiên)

+ Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất):lMin = l0 + l – A

+ Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất):lMax = l0 + l + A

lCB = (lMin + lMax)/2+ Khi A >l (Với Ox hướng xuống):

- Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đitừ vị trí x1 = -l đến x2 = -A ; (Δt = với cosφ = )

- Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đitừ vị trí x1 = -l đến x2 = A ; (T/2 – Δt)

-A AOx2 x1x0x

Dạng 5Tính thời gian lò xo giãn và nén trong một chu kì

xA-A l

Nén 0Giãn

Hình vẽ thể hiện thời gian lò xo nén vàgiãn trong 1 chu kỳ (Ox hướng xuống)




Lưu ý: Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần và giãn 2 lần

1. Lực hồi phục( lực tác dụng lên vật):F kx ma : luôn hướng về vị trí cân bằng

Độ lớn: F = k|x| = m2|x|Lực hồi phục đạt giá trị cực đại Fmax = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = A)Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0)

2. Lực đàn hồi và lực tác dụng lên điểm treo lò xo: Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi:

o 0F k | x | khi chọn chiều dương hướng xuống.o 0F k | x | khi chọn chiều dương hướng lên.

+ Khi con lắc lò xo nằm ngang: 0 = 0

+ Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng: 0 2kmg gl

+ Khi con lắc nằm nghiêng 1 góc : 0sink

mgl

Lực cực đại tác dụng lên điểm treo là: max 0F k( A)

Lực cực tiểu tác dụng lên điểm treo là:+ khi con lắc nằm ngang: Fmin = 0+ khi con lắc treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc

Nếu 0l A thì min 0F k( A)

Nếu 0 A thì Fmin = 03. Chiều dài lò xo:

l0 : là chiều dài tự nhiên của lò xo: Khi con lắc lò xo nằm ngang:

+ Chiều dài cực đại của lò xo : ax 0ml l A + Chiều dài cực tiểu của lò xo: min 0l l A

Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc :+ Chiều dài lò xo khi vật ở VTCB: 0 0cbl l l + Chiều dài cực đại của lò xo: ax 0 0ml l l A + Chiều dài cực tiểu của lò xo: ax 0 0ml l l A + Chiều dài ở li độ x: 0 0l l l x

1. Thế năng Wt =21 kx2 =

21 k A2cos2(t + ) = 2 21 1 os 2

4 4kA kA c t

2. Động năngWđ =

21 mv2 =

21 m2A2sin2(t + ) = 2 21 1 os 2

4 4kA kA c t với k = m2

3. Cơ năng W = Wt + Wđ =21 k A2 =

21 m2A2 = const

Dạng 6Xác định lực tác dụng cực đại và cực tiểu tác dụng lên vật và điểm treo lò xo - Chiều dài lò xo

khi vật dao động

Dạng 7Xác định năng lượng của dao động điều hoà




Chú ý: Khi tính năng lượng phải đổi khối lượng về kg, vận tốc về m/s, li độ về m. Khi Wđ =nWt hoặc Wt= nWđ

Trạng thái Tọa độ Vận tốcĐộng năng bằng thế năng

2Ax

2Ax

Động năng bằng hai lần thế năng3

Ax 23

x A

Động năng bằng ba lần thế năng2Ax 3

2Ax

Thế năng bằng hai lần động năng 23

x A 3Ax

Thế năng bằng ba lần động năng 32

Ax 2Ax

Thế năng và động năng của vật biến thiên tuần hoàn với cùng tần số góc ’ = 2, tần sốdao động f’ =2f và chu kì T’ =

2T .

Ta dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều để tính.Vật chuyển động tròn đều từ M đến N, hình chiếu của vật lên trục Ox dao động điều hoà từ x1

đến x2 .Thời gian ngắn nhất vật dao động đi từ x1 đến x2 bằng thời gian vật chuyển động tròn đều từ M

đến N.

2 1 t

với

11

22

s

s

xcoAxcoA

và ( 1 20 , )

Vật xuất phát từ VTCB:(x=0)

+ Khi vật đi từ: x = 02Ax thì

12Tt : S = A/2

+ Khi vật đi từ: x=0 2

2Ax thì

8Tt : S = 2

2A

+ Khi vật đi từ: x=0 3

2

Ax thì6

Tt : S = 3

2A

+ Khi vật đi từ: x=0 x A thì4

Tt : S = A

Vật xuất phát từ vị trí biên:( x A )

+ Khi vật đi từ: x= A3

2

Ax thì12

Tt : S = A - 3

2A

+ Khi vật đi từ: x= A 2

2Ax thì

8Tt : S = A- 2

2A

+ Khi vật đi từ: x = A2Ax thì

6

Tt : S = A/2

Dạng 8Xác định thời gian ngắn nhất vật đi qua li độ x1 đến x2

MN

xO Ax1x2-A




+ Khi vật đi từ: x= A x= 0 thì4

Tt : S = A

1. Lò xo ghép nối tiếp: Độ cứng k của hệ :

Hai lò xo có độ cứng k1 và k2 ghép nối tiếp có thể xem như

một lò xo có độ cứng k thoả mãn biểu thức:21

111kkk

Chu kì dao động: 2 2 21 2T T T

2. Lò xo ghép song song: Độ cứng k của hệ :

Hai lò xo có độ cứng k1 và k2 ghép song song có thể xem nhưmột lò xo có độ cứng k thoả mãn biểu thức: k = k1 + k2

Chu kì dao động: 2 2 21 2

1 1 1T T T

3. Khi ghép xung đối công thức giống ghép song songLưu ý:

Khi giải các bài toán dạng này, nếu gặp trường hợp một lò xo có độ dài

tự nhiên l0 (độ cứng k0) được cắt thành hai lò xo có chiều dài lần lượt là l1(độ cứng k1) và l2 (độ cứng k2) thì ta có: k0l0 = k1l1 = k2l2

Trong đó k0 =0

ES

E: suất Young (N/m2); S: tiết diện ngang (m2) Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 được chu kỳ T1; vào vật khối lượng m2 được chu kì T2; vàovật khối lượng (m1+m2) được chu kỳ T3; vào vật khối lượng (m1 – m2) (m1 > m2) được chu kỳ T4. Thìta có: 2 2 2

3 1 2T T T và 2 2 24 1 2T T T

Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảngthời gian t quãng đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gầnvị trí biên.

Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển đường tròn đều:Góc quét = t.

Quãng đường lớn nhất khi vật đitừ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin

(hình 1) ax 2A sin2mS

Quãng đường nhỏ nhất khi vậtđi từ M1 đến M2 đối xứng qua trục

cos (hình 2) 2 (1 os )2minS A c

Lưu ý:

Dạng 9Hệ lò xo ghép nối tiếp - ghép song song và xung đối

Dạng 10Bài toán tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0<t< T/2

mk1 k2

l1, k1l2, k2

A-A

MM 12

O

P

x xO

2

1

M

M

-A A

P 2 1P

P

2

2

H1 H2




o Trong trường hợp t > T/2

Tách '2Tt n t trong đó *;0 '

2Tn N t

Trong thời gian2Tn quãng đường luôn là 2nA

Trong thời gian t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên.o Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t:

axax

mtbm

Svt

và mintbmin

Svt

với Smax; Smin tính như trên.

1. Năng lượng con lắc đơnChọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng O

+ Động năng: Wđ = 21 mv2

+ Thế năng hấp dẫn ở ly độ : tW 1 osmgl c

+ Cơ năng: W= Wt+Wđ= 2 21 m A2

*Khi góc nhỏ: 2t

1W mg (1 cos ) mg2

20

1W= mg2

2. Vận tốc của vật khi đi qua li độ (đi qua A) A 0v 2g (cos cos )

3. Lực căng dây (phản lực của dây treo) treo khi đi qua li độ (đi qua A)Theo Định luật II Newtơn: P

+ τ =m a chiếu lên τ ta được

2A

htvmgcos ma m

2A

0vm mgcos m2g(cos cos ) mgcos

Vậy: 0τ = mg(3cosα - 2cosα )

4. Chú ý Tại VTCB:

= 0 ax 02 1 osmv v gl c

ax 03 2cosm mg Tại hai biên:

v = 0; = 0

min 0osmgc

Khi thay đổi độ cao, độ sâu và nhiệt độ thay đổi thì chu kì của con lắc đơn cũng thay đổi.1. Gia tốc trọng trường ở độ cao h

Dạng 12Sự thay đổi chu kì của con lắc đơn theo độ cao, độ sâu và nhiệt độ

N

OA

0

P

τ

Dạng 11Năng lượng con lắc đơn - Xác định vận tốc của vật – Lực căng dây treo khi vật đi qua li độ góc




2

h 0 0R g g g

R h

Gia tốc trọng trường ở mặt đất: g0 = 2RGM

R: bán kính trái Đất R=6400kmKhi đưa lên cao chu kì dao động của con lắc đơn tăng lên.

2. Gia tốc trọng trường ở độ sâu d

0 01ddg g gR

Khi đưa xuống độ sâu chu kì dao động của con lắc đơn cũng tăng lên.

3. Chiều dài của dây kim loại ở nhiệt độ t 0 01l l t t

: là hệ số nở dài của kim loại làm dây treo con lắc.l, l0: chiều dài ứng với nhiệt độ t, t0.

Khi nhiệt độ tăng thì chu kì dao động của con lắc đơn tăng.Khi nhiệt độ giảm thì chu kì dao động của con lắc đơn giảm.

Chú ý: Một số công thức gần đúngKhi 1

1 1n n

1 2 1 21 1 1

11 2

2

1 11

Viết công thức tính chu kì của con lắc đồng hồ trong trường hợp chạy đúng (T1) và chạy sai (T2)

Lập tỉ số 1

2

TT

(rồi dùng công thức gần đúng nếu cần) hoặc lập hiệu 2 1T T T

1

2

1TT : đồng hồ chạy chậm ( 0T )

1

2

1TT : đồng hồ chạy nhanh ( 0T )

Số dao động con lắc đồng hồ chạy sai trong khoảng thời gian t:2

tNT

Thời gian đồng hồ chạy sai đã chỉ: 11

2

' Tt NT tT

Thời gian đồng hồ chạy sai: 1

2 2

' 1 T tt t t t T N TT T

Chú ý:

o Chỉ có l thay đổi: 1 1 1

2 12 2 1 2 1

T l l 11 t tT l 2l 1 t t

Dạng 13Thời gian con lắc đồng hồ chạy sai trong khoảng thời gian t




o Chỉ có g thay đổi: 1

2 0

hgT RT g R h

o Khi cả l và g thay đổi: 1 1

2 2 0

hgT lT l g

Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1; con lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2;con lắc đơn chiều dài (l1 + l2) có chu kỳ T3; con lắc đơn chiều dài (l1 - l2) (l1>l2) có chu kỳT4. Thì ta có: 2 2 2

3 1 2T T T và 2 2 24 1 2T T T

1) Chu kỳ con lắc:

* Chu kỳ cn lắc trước khi vấp đinh:1

1T 2g

, 1 : chiều dài con lắc trước khi vấp đinh

* Chu kỳ con lắc sau khi vấp đinh:2

2T 2g

, 2 : chiều dài con lắcsau khi vấp đinh

* Chu kỳ của con lắc: 1 21T (T T )2

2) Biên độ góc sau khi vấp đinh 0β :Chọn mốc thế năng tại O. Ta có: WA=WN

WtA=WtN 2 0 1 0mg (1 cos ) mg (1 cos )

2 0 1 0(1 cos ) (1 cos ) vì góc nhỏ nên

2 22 0 1 0

1 1(1 (1 )) (1 (1 )2 2 1

0 02

β = α

: biên độ góc sau khi vấp đinh.

Biên độ dao động sau khi vấp đinh: 0 2A' =β .

Cho hai con lắc đơn: Con lắc 1 chu kỳ 1T đã biết

Con lắc 2 chu kỳ 2T chưa biết 2 1T TCho hai con lắc dao động trong mặt phẳng thẳng đứng song song trước mặt một người quan sát.Người quan sát ghi lại những lần chúng đi qua vị trí cân bằng cùng lúc cùng chiều(trùng phùng).Gọi là thời gian hai lần trùng phùng liên tiếp nhau

a) Nếu 1T > 2T : con lắc 2T thực hiện nhiều hơn con lắc 1T một dao động

ta có 1 2( 1)nT n T

2

1

1T

n

nT

2

1

1T

T

2

1

11 1T

T

2 1

1 1 1= +T T

θ

b) Nếu 1T < 2T : con lắc 1T thực hiện nhiều hơn con lắc 2T một dao động

N

O

0

A0

Dạng 14Xác định chu kỳ con lăc vấp (vướng) đinh biên độ sau khi vấp đinh

Dạng 15Xác định chu kỳ con lắc bằng phương pháp trùng phùng




ta có 2 1( 1)nT n T

2

1

1

Tn

nT

2

1

1T

T

2

1

11 1T

T

2 1

1 1 1= -T T

θ

Khi con lắc chịu tác dụng thêm của ngoại lực không đổi nF

:

Trọng lực hiệu dụng (trọng lực biểu kiến): hd nP P F

nhd n hd

Fmg mg F g gm

Khi đó con lắc đơn sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới với chu kì: 2hg

lTg

Khi nF P

: nhd

Fg gm

Khi nF P

: nhd

Fg gm

Khi nF P

:2

2 nhd

Fg gm

Khi ( nF

, P

) = :2

2 n nhd

F Fg g 2g cosm m

Vị trí cân bằng mới : n0

FtanP

Các loại lực thường gặp:

o Lực tĩnh điện: 9 1 22

| q q |F 9.10r

Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau; hai điện tích trái dấu thì hút nhau.r: khoảng cách giữa hai điện tích.

o Lực điện trường: F=|q|EF E

khi q>0; F E

khi q<0UEd

(V/m)

o Lực đẩy Acsimet: FA= Vg: khối lượng riêng của chất lỏng, khí (kg/m3)V: thể tích chất lỏng hoặc chất khí mà vật chiếm chỗ.

o Lực quán tính: qtF ma

a: gia tốc của hệ qui chiếu gắn con lắc đối với hệ qui chiếu quán tính.

Dạng 16Chu kì con lắc đơn khi chịu tác dụng thêm của ngoại lực không đổi nF

Dạng 17Bài toán con lắc đứt dây - va chạm




1) Bài toán đứt dây:Khi con lăc đứt dây vật bay theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tạiđiểm đứt.+ Khi vật đi qua vị trí cân bằng thì đứt dây lúc đó vật chuyển độngnén ngang với vận tốc đầu là vận tốc lúc đứt dây.

Vận tốc lúc đứt dây: 0 0v 2g (1 cos )

Phương trình theo các trục toạ độ:

0

2

theo ox : x v .t1theo oy : y gt2

phương trình quỹ đạo:

22

20 0

1 x 1y g x2 v 4 (1 cos )

+ Khi vật đứt ở ly độ thì vật sẽ chuyển động ném xiên với vậntốc ban đầu là vận tốc lúc đứt dây.

Vận tốc vật lúc đứt dây: 0 0v 2g (cos cos )

Phương trình theo các trục toạ độ:

0

20

theo ox : x (v cos ).t1theo oy : y (v sin ).t gt2

Khi đó phương trình quỹ đạo là:2

20

1 gy (tan ).x x2 (v .cos )

Hay:2 2

20

1 gy (tan ).x (1 tan )x2 v

Chú ý: Khi vật đứt dây ở vị trí biên thì vật sẻ rơi tự do theo phương trình:21y gt

2

2) Bài toán va chạm:+ Trường hợp va chạm mềm: sau khi va chạm hệ chuyển động cùng vận tốc

Theo ĐLBT động lượng: A B AB A A B B A BP P P m v m v (m m )V

Chiếu phương trình này suy ra vận tốc sau va chạm V+ Trường hợp va chạm đàn hồi: sau va chạm hai vật chuyển động với các vận tốc khác

nhau A 2v và B2v .Theo định luật bảo toàn động lượng và động năng ta có

A B A2 B2

dA dB dA2 dB2

P P P PW W =W +W

A A B B A A2 B A2

2 2 2 2A A B B A A2 B B2

m v m v m v m v1 1 1 1m v m v m v m v2 2 2 2

từ đây suy ra các giá trị vận tốc sau khi va chạm A 2v và B2v .

- Khi con lắc gắn vào hệ chuyển động tính tiến với gia tốc a thì vật chịu tác dụng thêm của lực

quán tính qtF

=-m a (ngược chiều với a )

Trọng lực hiệu dụng(trọng lực biểu kiến): hd qtP F P

N

O

0

0vX

Y

N

O

0

0v

X

Y

Dạng 18

Xác định chu kỳ con lắc khi gắn vào hệ chuyển động tịnh tiến với gia tốca




hd hdmg mg ma g g a

+ Khi hệ chuyển động nhanh dần đều thì a cùng chiều với v (chiều chuyển động) khi đó qtF

ngược chiều chuyển động

+ Khi hệ chuyển động chậm dần đều thì a ngược chiều với v (chiều chuyển động) khi đó qtF

cùng chiều chuyển động

1) Khi qtF P

(cùng hướng) thì hdg g a khi đó T2 <T1: chu kỳ giảm

2) Khi qtF P

(ngược hướng) thì hdg g a khi đó T2 >T1: chu kỳ tăng

3) Khi qtF P

(vuông góc) thì2 2

hdg g a khi đó T2 <T1: chu kỳ giảm

Vị trí cân bằng mớiqt

0

Ftan

P

4) Khi qtF

hợp với P

một góc thì:2 2 2

hdg g a 2ga.cos

Để cho hệ dao động với biên độ cực đại hoặc rung mạnh hoặc nước sóng sánh mạnh nhất thìxảy ra cộng hưởng dao động.

Khi đó 0 0( )f f T=T0

Vận tốc khi xảy ra cộng hưởng là: svT

Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý

0km

0g

0mgd

I

1. Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì: 2

4 4mg gAk

2. Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là :

2 2 2

2 2kA AS

mg g

3. Độ giảm biên độ sau N chu kì dao động: 24 4 4mstn n

F mg gA A A N N Nk k

4. Thời gian vật dao động đến lúc dừng lại :.

4 2AkT At N T

mg g

5. Số chu kì dao động cho đến lúc dừng lại

Khi dừng lại An= 0 số chu kì :

2

4 4A Ak ANA mg g

*Để duy trì dao động:Năng lượng cung cấp = Năng lượng mất đi trong một chu kì = Công của lực ma sát

Dạng 19Bài toán về sự cộng hưởng dao động

Dạng 20Bài toán về dao động tắt dần




a. Cơ sở lý thuyết: Như ta đã biết một dao động điều hoà x = Acos(t + )+ Có thể được biểu diễn bằng một vectơ quay

A có độ dài tỉ lệ với biên độ A và tạo với trục hoành một

góc bằng góc pha ban đầu .+ Mặt khác cũng có thể được biểu diễn bằng số phức dưới dạng: z = a + bi+Trong tọa độ cực: z =A(sin +i cos) (với môđun: A= 2 2a b ) Hay Z = Aej(t + ).

+Vì các dao động cùng tần số góc có trị số xác định nên người ta thường viết với quy ước z = AeJ,trong máy tính CASIO fx- 570ES kí hiệu dưới dạng là: r (ta hiểu là: A ) .+ Đặc biệt giác số được hiện thị trong phạm vi : -1800< < 1800 hay -< < rất phù hợp vớibài toán tổng hợp dao động điều hoà.Vậy tổng hợp các dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số bằng phương pháp Frexnen đồngnghĩa với việc cộng các số phức biểu diễn của các dao động đó.

b.Chọn chế độ mặc định của máy tính: CASIO fx – 570ESMáy CASIO fx–570ES bấm SHIFT MODE 1hiển thị1 dòng (MthIO) Màn hình xuất hiện Math.

+ Để thực hiện phép tính về số phức thì bấm máy : MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX+ Để tính dạng toạ độ cực : A , Bấm máy : SHIFT MODE 3 2+ Để tính dạng toạ độ đề các: a + ib. Bấm máy :SHIFT MODE 3 1+ Để cài đặt đơn vị đo góc (Deg, Rad ):

-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm máy : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm máy: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R

+Để nhập ký hiệu góc của số phức ta ấn SHIFT (-).Ví dụ: Cách nhập: Máy tính CASIO fx – 570ES

Cho: x= 8cos(t+ /3) sẽ được biểu diễn với số phức 8 600 hay 8/3 ta làm như sau:-Chọn mode: Bấm máy: MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D-Nhập máy: 8 SHIFT (-) 60 sẽ hiển thị là: 8 60-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R

-Nhập máy: 8 SHIFT (-) (:3 sẽ hiển thị là: 8 1 π3

Kinh nghiệm cho thấy: nhập với đơn vị độ nhanh hơn đơn vị rad nhưng kết quả sau cùng cần phảichuyển sang đơn vị rad cho những bài toán theo đơn vị rad. (vì nhập theo đơn vị rad phải có dấungoặc đơn ‘(‘ ‘)’ nên thao tác nhập lâu hơn, ví dụ: nhập 90 độ thì nhanh hơn nhập (/2)

c.Lưu ý :Khi thực hiện phép tính kết quả được hiển thị dạng đại số: a +bi (hoặc dạng cực: A ).-Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng A , ta bấm SHIFT 2 3 =

Ví dụ:Nhập: 8 SHIFT (-) (:3 ->Nếu hiển thị: 4+ 4 3 i , muốn chuyển sang dạng cực A :- Bấm phím SHIFT 2 3 = kết quả: 8/3

-Chuyển từ dạng A sang dạng : a + bi : bấm SHIFT 2 4 =Ví dụ:Nhập: 8 SHIFT (-) (:3 -> Nếu hiển thị: 8/3, muốn chuyển sang dạng phức a+bi :

- Bấm phím SHIFT 2 4 = kết quả :4+4 3 i

d. Xác định A vàbằng cách bấm máy tính:+Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

-Nhập A1, bấm SHIFT (-) nhập φ1; bấm + , Nhập A2 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn = hiển thị kết

Dạng 21Dùng máy tính CASIO fx – 570ES hoặc CASIO fx – 570MS để kiểm tra nhanh kết quả bài toán

tổng hợp dao động




quả.(Nếu hiển thị số phức dạng: a+bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả là: A )

+Giá trị của φ ở dạng độ ( nếu máy cài chế độ là D:độ)+Giá trị của φ ở dạng rad ( nếu máy cài chế độ là R: Radian)

+Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.Nhập A1, bấm SHIFT (-) nhập φ1 ;bấm + ,Nhập A2 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn =

Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A. SHIFT = hiển thị kết quả là: φ+Lưu ý Chế độ hiển thị màn hình kết quả:

Sau khi nhập ta ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ, muốn kết quả dưới dạng thậpphân ta ấn SHIFT = ( hoặc dùng phím SD) để chuyển đổi kết quả Hiển thị.

e. Nếu cho x1 = A1cos(t + 1) và x = x1 + x2 = Acos(t + ) .Tìm dao động thành phần x2 : x2 =x - x1 với: x2 = A2cos(t + 2)

Xác định A2 và 2 nhờ bấm máy tính:*Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2Nhập A , bấm SHIFT (-) nhập φ; bấm - (trừ); Nhập A1 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn = kết quả.(Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả trên màn hình là: A2 2

+Ta đọc số đầu là A2 và sau dấu là giá trị của φ2 ở dạng độ ( nếu máy cài đơn vị là D:độ)+Ta đọc số đầu là A2 và sau dấu là giá trị của φ2 ở dạng rad ( nếu máy cài đơn vị là R: Radian)

*Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2Nhập A , bấm SHIFT (-) nhập φ ;bấm - (trừ); Nhập A1 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn =Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A2. bấm SHIFT = hiển thị kết quả là: φ2

CHỦ ĐỀ 3: SÓNG CƠ HỌC

VẤN ĐỀ 1. SÓNG CƠ HỌC

1. Sóng cơ Là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất liêntục (rắn, lỏng, khí).

a. Sóng ngang-Các phần tử có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.-Truyền được trong môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng lệch: mặt chấtlỏng, chất rắn.

b. Sóng dọc

-Các phần tử có phương dao động trùng với phương truyền sóng.-Truyền được trong môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng nén-dãn: rắn,lỏng, khí.

Các đại lượng đặc trưng cho sóngĐại lượng vật lí Công thức Ghi chú

1. Chu kì, tần số1Tf

Bằng chu kì, tần số của nguồn tạo ra sóng.

2. Bước sóngvvTf

(m)Quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì daođộng (khoảng cách gần nhau nhất của hai điểm trênphương truyền sóng dao động cùng pha).

3. Tốc độ sóng v fT (m/s) Là tốc độ truyền một pha dao động nhất định.

4.Li độ của mộtđiểm bất kì trênphương truyềnsóng

0

0

0

( ) cos

cos 2

2cos 2

MM

M

M

xu t A tv

xtAT

xA ft

xM:Tọa độ của M trên phương truyền sóng.Daođộng tại điểm chọn làm gốc:

0cosOu A t

Điều kiện để tại M có dao động : Mxtv




5.Độ lệch pha củahai điểm trênphương truyềnsóng

1 22 2d d d

d: khoảng cách giữa hai điểm

6. Biên độ củasóng ở một điểm Là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó.

Chú ý: Chỉ có pha dao động truyền đi, các phần tử của môi trường dao động tại chỗ quanh vị trí cânbằng. Các phần tử ở xa tâm phát sóng dao động trễ pha hơn. Sóng cơ không truyền được trong chân không.

22

d n n : hai điểm dao động cùng pha

(khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng bằng một số nguyên lần bước sóng hoặc bằngmột số chẵn lần nửa bước sóng)

1 2 12 2

d n n

: hai điểm dao động ngược pha.

(khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng bằng một số bán nguyên lần bước sóng hoặcbằng một số lẻ lần nửa bước sóng) Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng, càng ra xa tâm phát sóng năng lượngcàng giảm làm biên độ sóng càng giảm.

VẤN ĐỀ 2. GIAO THOA SÓNG

1. Giao thoa-Là sự tổng hợp của hai (hay nhiều) sóng kết hợp trong không gian.-Trong vùng giao thoa xuất hiện những vân giao thoa cực đại và cực tiểu xen kẽ cáchđều nhau.

*Sóng kếthợp

Do hai nguồn kết hợp phát ra: hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương daođộng và hiệu số pha không đổi theo thời gian.

2. Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại một điểma. Hai nguồn S1, S2 cùng pha b. Hai nguồn S1, S2 ngược pha

2 12 2d d d

2 d

o 2 22

n d n n

dao động tại điểm xét có biên độ cực đại.o 12 1 2 1

2 2n d n n

dao động tại điểm xét có biên độ cực tiểu.

o 12 2 12 2

n d n n

dao động tại điểm xét có biên độ cực đại.o 2 1 2

2n d n n

dao động tại điểm xét có biên độ cực tiểu.

Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồnS1S2:

1 2 1 2SS SSn

n Z

Số vân giao thoa cực tiểu giữa hai nguồnS1S2:

1 2 1 21 12 2

SS SSn

n Z

* Số vân cực đại lẻ, số vân cực tiểu chẵn.* Đường trung trực của S1S2 là vân cực đại.

Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồnS1S2:

1 2 1 21 12 2

SS SSn

n Z

Số vân giao thoa cực tiểu giữa hai nguồnS1S2:

1 2 1 2SS SSn

n Z

* Số vân cực đại chẵn, số vân cực tiểu lẻ.* Đường trung trực của S1S2 là vân cực tiểu.

Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:




11 1Acos(2 2 )M

du ft

và 22 2Acos(2 2 )M

du ft

Phương trình giao thoa sóng tại M: uM = u1M + u2M

2 1 1 2 1 22 os os 22 2M

d d d du Ac c ft

Biên độ dao động tại M: 2 12 os2M

d dA A c

với 1 2

Chú ý: * Số cực đại: (k Z)2 2

l lk

* Số cực tiểu: 1 1 (k Z)2 2 2 2

l lk

VẤN ĐỀ 3. SÓNG ÂM (Sóng âm là những sóng cơ lan truyền trong môi trường rắn, lỏng, khí.)1. Các đặc trưng của âm

a. Độ cao

Phụ thuộc vào tần số của âm. Âm càng cao thì tần số càng lớn.

b. Âm sắc Phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm.c. Độ to Cảm giác âm nghe to hay nhỏ, phụ thuộc vào cường độ âm và tần số âm.

d. Cường độ âm Năng lượng sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phươngtruyền sóng trong một đơn vị thời gian.

e. Mức cường độâm 0

( ) 10lg IL dBI

Chú ý: I: cường độ âm (W/m2). 12

0 10I W/m2: cường độ âm chuẩn (cường độ âm nhỏ nhất mà tai người có thể nghe được ứngvới L=0dB) Cường độ âm cực đại mà tai người nghe được: Imax=10W/m2 (ngưỡng đau, ứng với L=130dB)

3.Sóng dừng

-Là sóng có những điểm nút (điểm đứng yên) và điểm bụng (điểm dao động với biên độcực đại) cố định trong không gian.-Là hiện tượng giao thoa của hai sóng kết hợp có cùng phương truyền nhưng ngược chiềunhau.

* Điều kiện để có sóng dừnga. Hai đầu dây cố định(hai đầu là nút sóng)

b. Một đầu cố định, một đầu tự do(đầu tự do là bụng sóng)

Chiều dài sợi dây: 22 4

l n n

n=1,2,3…: số bó sóng Số điểm bụng: Nbụng= n Số điểm nút: Nnút = n+1

Chiều dài sợi dây: 1 2 12 2 4

l n n

n=1,2,3…: số bó sóng Nbụng = Nnút = n + 1

Chú ý: Các điểm bụng và điểm nút nằm xen kẽ cách đều nhau.

Khoảng cách giữa hai điểm bụng kề nhau hoặc hai điểm nút kề nhau bằng2 .

Khoảng cách giữa một điểm nút và một điểm bụng kề nhau bằng4 .

f(Hz)16 20 000

Tai ngườicảm nhận được Siêu âmHạ âm




Ngưỡng nghe là mức cường độ âm nhỏ nhất để gây được cảm giác âm cho tai người, thay đổitheo tần số của âm. Giới hạn nghe của tai người: từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau. Khi cường độ âm tăng 10n lần thì cảm giác về độ to tăng n lần (L tăng 10n dB). Sóng âm trong không khí có dạng hình cầu:

24P PIS R

P: công suất của nguồn phát âm.Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường (mật độ môi trường):

vchất rắn > vchất lỏng > vchất khí2. Nguồn nhạc âma. Dây đàn có hai đầu cố định

*Tốc độ truyền sóng:

v

: lực căng (N); : mật độ dài (khối lượng trên một đơn vị chiều dài kg/m)

*Khi xảy ra sóng dừng:

2v vf n

l n=1: 1 2

vfl

: họa âm cơ bản (họa âm bậc 1)

n=2: f2=2f1: họa âm bậc 2……b. Ống sáo một đầu kín, một đầu hở

*Khi xảy ra sóng dừng: 2 14vf nl

chỉ có thể phát ra những họa âm bậc lẻ.

c. Hộp cộng hưởng-Hộp rỗng có một đầu hở, có tác dụng khuếch đại âm.-Hộp đàn có tác dụng vừa khuếch đại âm, vừa tạo âm sắc riêng cho mỗi loạinhạc cụ.

3. Hiệu ứng Đôp-ple Khi có sự chuyển động tương đối của nguồn âm và máy thu âm thì âm thu được có tần số khác

với tần số âm phát ra. ' M

M

v vf fv v

v: tốc độ truyền âm trong môi trường.vM : tốc độ của máy thu đối với môi trường.vS : tốc độ của nguồn phát đối với môi trường.

o Khi nguồn và máy thu chuyển động lại gần nhau: ,M Sv v : f’ > f.o Khi nguồn và máy thu chuyển động ra xa nhau: ,M Sv v : f’ > f.

CHỦ ĐỀ IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

VẤN ĐỀ 1. MẠCH DAO ĐỘNG LC (MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ)Đại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Công thức Ghi chú

1. Điện tích trênhai bản tụ điện q (C)

0

0

cos( )

sin2

q q t

q t

0 0q CU=

2. Dòng điệntrong mạch i (A)

0

0

'( ) q sin t+

os t+ +2

i q t

I c

- i sớm pha hơn q góc2

- 0 0I q




3. Điện áp trênhai bản tụ u (V)

0 os t +

'( ) "

qu U ccLi t Lq

- u trễ pha hơn i góc2

- u cùng pha với q

- 00

qUC

=

4. Tần số góc (rad/s)1LC

- Độ tự cảm L (H)- Điện dung C (F)

5. Năng lượng điện từ

a. Năng lượngđiện trường (tậptrung ở tụ điện)

WC (J)2

2 20C

1W os ( )2 2

qCu c tC

Biến thiên tuần hoàn với

chu kì T’=2T ; tần số góc

’=2; tần số f’=2f

b. Năng lượngtừ trường (tậptrung ở cuộncảm)

WL (J)2

2 20L

1W sin ( )2 2

qLi tC

c. Năng lượngđiện từ toànphần W (J)

W = Wđ + Wt =2

2oqC

= const

= C(max) L(max)W W =2 20 0q LI

2C 2

Trong quá trình dao độngcủa mạch, năng lượng từtrường và năng lượngđiện trường luôn chuyểnhóa cho nhau

Chú ý:

Cảm ứng từ: 0 cos( )2

B B t cùng pha với i

(7

0 04 .10B nI ; Nnl

= : số vòng dây trên một đơn vị chiều dài cuộn cảm)

o 0 00 0 0

q I LU LI IC C C

o Mạch dao động có điện trở thuần R 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung

cấp cho mạch một năng lượng có công suất:2 2 2 2

2 0 0

2 2C U U RCP I R R

L

Mối liên hệ giữa các giá trị u, i, U0 và I0 :

2 2 20

2 2 20

Lu + i = UC

C u + i = IL

Công thức xđ điện dung của tụ điện phẳng : 9

.SC4 .9.10 .d

Khi ghép tụ :

Nếu mạch có L và 1C phát ra tần số 1f

Nếu mạch có L và 2C phát ra tần số 2f

o Khi mắc 1C nối tiếp 2C :2 2 2

1 2ntf f f

o Khi mắc 1C song song 2C :2 2 2

1 2

1 1 1

ssf f f




* Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơĐại lượng cơ Đại lượng điện Dao động cơ Dao động điện

x q x” + 2x = 0 q” + 2q = 0

v i km

1LC

m L x = Acos(t + ) q = q0cos(t + )

k 1C

v = x’= -Asin(t + )

i = q’= -q0sin(t + )

F u 2 2 2( )vA x

2 2 20 ( )iq q

µ R F = -kx = -m2x 2qu L qC

Wđ Wt (WL) Wđ = 12

mv2 Wt = 12

Li2

Wt Wđ (WC) Wt = 12

kx2 Wđ =2

2qC

VẤN ĐỀ 2. SÓNG ĐIỆN TỪ

1. Định nghĩa: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường trong không gian.2. Đặc điểm:

Tốc độ lan truyền trong không gian v = c = 3.108m/s

Sóng điện từ là sóng ngang: ,E B

phương truyền sóng (E, B đều biến thiên tuần hoàn vàluôn cùng pha với nhau) Sóng điện từ truyền trong mọi môi trường, kể cả chân không (khác biệt với sóng cơ)

Trong chân không: Bước sóng của sóng điện từ: ccTf

Trong quá trình lan truyền có mang theo năng lượng Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ…

3. Nguồn phát: Chấn tử (thường bằng kim loại, bên trong có dòng điện biến thiên) Bất cứ vật thể nào tạo ra điện trường hoặc từ trường biến thiên: tia lửa điện, dây dẫn điệnxoay chiều, cầu dao đóng ngắt mạch điện…




VẤN ĐỀ 3. TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪViệc phát và thu sóViệc phát và thu sóng điện từng điện từ

A. Phát sóngPhát sóng::

Dao động điện từ trong máy phát dao động sẽ cảm ứng qua anten

(mạch dao động hở) rồi bức xạ ra không gian.

Tần số càng cao thì năng lượng sóng càng lớn và sóng lan truyền càng

xa.

B. Thu sóng: Điều chỉnh sao cho f

0= f thì trong mạch chọn sóng sẽ có cộng hưởng,

sóng cần thu sẽ có biên độ cực đại.

Máy phát hoặc máy thu sóng điện từ sử dụng mạch dao động LC thì tần số sóng điện từ phát hoặcthu được bằng tần số riêng của mạch.

Bước sóng của sóng điện từ: 83.10 .2 ( )c LC mf

Chú ý:o Mạch dao động có L biến đổi từ Lmin Lmax và C biến đổi từ Cmin Cmax thì bước sóng củasóng điện từ phát (hoặc thu)

+ min tương ứng với Lmin và Cmin

+ max tương ứng với Lmax và Cmaxo Góc quay của tụ xoay:

+ Khi tụ quay từ min đến (để điện dung từ Cmin đến C) thì góc xoay của tụ là:min

min max minmax min

C C .( )C C

+ Khi tụ quay từ vị trí max về vị trí (để điện dung từ C đến Cmax) thì góc xoay của tụ là:

maxmax max min

max min

C C .( )C C

Tên sóng Bước sóng Ứng dụng Tính chất

Sóng dài > 3000m Thông tin dưới nước Bị tầng điện li phản xạ

với mức độ khác nhauSóng trung 3000 m 200 m Thông tin, truyền thanh,truyền hình trên mặt đất

Sóng ngắn 1 200 m 50 m

Sóng ngắn 2 50 m 10 m

Sóng cực ngắn 10 m 0.01 m Truyền thông qua vệ tinh Đi xuyên qua tầng điện li

f

f0= fL A L C

Táchsóng

Chọnsóng

Khuếchđại âmtần

Loa

Ốngnói Biến điệu

Dao độngcao tần

Khuếchđại cao

tần




CHỦ ĐỀ V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

VẤN ĐỀ 1. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀUĐại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Công thức Ghi chú

1. Cường độdòng điện i (A)

0

0

0

cos( )cos 2

sin2

i

i

i

i I tI ft

I t

- Mỗi giây đổi chiều 2flần.- Nếu pha ban đầu

i= 2

hoặc i =2

thì chỉ giây đầu tiên đổichiều (2f-1) lần.- i,u: giá trị tức thời- I0, U0 : giá trị cực đại

2. Điện áp u (V)

0

0

cos( )

sin2

u

u

u U t

U t

3. Độ lệch phagiữa u và i u-i (rad) u i u i

+u-I >0: u sớm pha hơn i+u-I >0: u trễ pha hơn i

2 2u i

4. Các giá trị hiệu dụng

Cường độ dòng điện Điện áp Suất điện động của nguồn điện

0

2II = 0

2UU = 0

2EE =

Chú ý: Các thiết bị đo lường điện (ampe kế, vôn kế..) chỉ giá trị hiệu dụng của đại lượng cần đo. Để đocường độ dòng điện, mắc ampe kế nối tiếp với mạch điện; mắc vôn kế song song với mạch điện để đođiện áp giữa hai đầu đoạn mạch. 0 axE mNBS

N: số vòng của cuộn dâyB: cảm ứng từ (T)S: diện tích giới hạn bởi mặt phẳng khung dây (m2): tốc độ góc của cuộn dây (m2)

VẤN ĐỀ 2. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC ĐOẠN MẠCH ĐIỆN1. Đoạn mạch RLC không phân nhánh (mắc nối tiếp)

Xét đoạn mạch gồm có điện trở thuần R, cuộn cảmthuần L (có r=0) và tụ điện C

0 cosR L Ci i i i I t

0 cosR L C u iu u u u U t

0 0 0 0R L CU U U U

Đại lượng vật lí Công thức Ghi chú

Điện áp cực đại 220 0 0 0R L CU U U U

- Điện áp hiệu dụng

220

2 R L CUU U U U

Giản đồ vectơ




Tổng trở 22

L CZ R Z Z

- Đơn vị - Cảm kháng: 2LZ L fL ()

- Dung kháng: 1 12CZ

C fC ()

Định luật ÔmUIZ

00

UIZ

tanu-i0 0

0

tan L Cu i

L C L C

R R

Z ZR

U U U UU U

+ ZL>ZC: >0: u sớm pha hơn i (đoạnmạch có tính cảm kháng)+ ZL<ZC: <0: u trễ pha hơn i (đoạnmạch có tính dung kháng)+ ZL=ZC: =0: u cùng pha với i (xảy rahiện tượng cộng hưởng điện)

Chú ý: Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện:

o2

min11L CZ Z Z Z LCLC

o u, i cùng pha ( = u – i = 0 ↔ u=i)o Zmin= R L CU U ; RU U

o Với một giá trị U xác định : maxUI = I =R

RUR

o Công suất cực đại : Pmax = UI =2U

R

o Hệ số công suất :os 1Rc

Z

o Điện trở của đoạn mạch nhỏ, điểm cực đại cộng hưởng cao hơn (cộng hưởng nhọn)

sin L C L Cu i

Z Z U UZ U

Nếu đoạn mạch cho cuộn dây có điện trở r thì xem điện trở của toàn mạch là (R+r) mắc nối tiếpvới cuộn thuần cảm L và tụ điện C. Nếu trong đoạn mạch không có phần tử nào thì cho các đại lượng liên quan đến phần tử đó (U, Z…) bằng 0 để thay vào các công thức trên khi tính toán.

2. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R

UIR

và 00

UIR

uR , i cùng pha ( = u – i = 0 ↔ u=i)

Lưu ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có UIR

Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời gian t:2

2 UQ RI t UIt tR

(J)

3. Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L

L

UIZ

và 00

L

UIZ

Cảm kháng: ZL = L = 2fL đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm uL nhanh pha hơn i góc /2 ( u-i = u – i = /2)Lưu ý : Cuộn thuần cảm không cản trở dòng điện 1 chiều nhưng có tác dụng cản trở dòng điện xoaychiều: dòng điện xoay chiều có tần số càng nhỏ (chu kì càng lớn) thì càng dễ qua cuộn cảm.

4. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C




C

UIZ

và 00

C

UIZ

Dung kháng: 1 12CZ

C fC đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện.

uC trễ pha hơn i góc /2 ( u-i = u – i = - /2)Lưu ý : Tụ điện không cho dòng điện 1 chiều đi qua nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua và có tácdụng cản trở dòng điện xoay chiều: dòng điện xoay chiều có tần số càng lớn (chu kì càng nhỏ) thì càngdễ qua tụ điện.

5 . Đoạn mạch RLC không phân nhánh

2 2 2 2 2 20 0 0 0( ) ( ) ( )L C R L C R L CZ R Z Z U U U U U U U U

tan ;sin ; osL C L CZ Z Z Z RcR Z Z

với

2 2

Khi ZL > ZC hay 1LC

> 0 thì u nhanh pha hơn i

Khi ZL < ZC hay 1LC

< 0 thì u chậm pha hơn i

Khi ZL = ZC hay 1LC

= 0 thì u cùng pha với i.

Lúc đó MaxUI =R

gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện

Công thức ghép 2 tụ điện, ghép 2 cuộn dây , ghép 2 điện trởo Ghép song song C = C1 + C2 ; C > C1 , C2

o Ghép nối tiếp1 2

1 1 1C C C ; C < C1 , C2

Trường hợp ngược lại cho tự cảm L và điện trở R

VẤN ĐỀ 3. CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀUĐại lượng vật lí Công thức Ghi chú

Công suất tức thời cos cos 2u i

p uiUI UI t

- Biến đổi tuần hoàn với tần số bằnghai lần tần số dòng điện

Công suất tiêu thụ(công suất tác dụng)

2cos u i RP UI RI U I

- Đơn vị W- Công suất tiêu thụ điện trung bìnhtrong một chu kì

Công suất biểu kiến Pbk = UI

- Đơn vị VA- Cho biết khả năng cung cấp điệnnăng của đoạn mạch.

Công suất phảnkháng u-iUIsinpkP

- Đặc trưng cho sự trao đổi nănglượng giữa các bộ phận trong mạchđiện.

Hệ số công suấtu-ios RU Rk c

U Z

- Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuầnvà tụ điện (k=0) thì không tiêu thuđiện năng.- Đoạn mạch chỉ có điện trở thuầnhoặc xảy ra cộng hưởng điện (k=1)

VẤN ĐỀ 4. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU. MÁY BIẾN ÁP.TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG1. Máy phát điện xoay chiều




Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Hai bộ phận chính:

o Phần ứng: gồm các cuộn dây trong đó suất hiện suất điện động.o Phần cảm: tạo ra từ trường, thường là nam châm điện.o Một trong hai phần đặt cố định (Stato), phần còn lại quay (Rôto).

Tần số dòng điện xoay chiều do máy phát ra:o Máy có rôto là phần ứng: f = n (Hz)

n (vòng/s) là tốc độ quay đều của rôtoo Máy có rôto là phần cảm: f = np (Hz)

P là số cặp cực từ của rôto2. Dòng điện xoay chiều ba pha

Dòng điện xoay chiều ba pha là là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện độngxoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là 2/3.

1 0 2 0 3 02 2os t ; e =E os( ); os( )3 3

e E c c t e E c t

Trong trường hợp tải đối xứng:

1 0 2 0 3 02 2os t ; i =I os( ); os( )3 3

i I c c t i I c t

Cách mắc mạch điện ba pha: ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng vớinhau.

o Mắc hình sao: 3d pU U ; d pI I- Ud: điện áp giữa hai dây pha- Up: điện áp giữa hai đầu mỗi cuộn dây- Nếu các tải đối xứng thì dòng điện trong dây trung hòa bằng không.

o Mắc tam giác: d pU U ; 3d pI I- Không có dây trung hòa nên đòi hỏi tải tiêu thụ phải rất đối xứng.

Động cơ không đồng bộ 3 pha :

1 0 2 0 3 02 2os t ; B =B os( ); os( )3 3

B B c c t B B c t

Cảm ứng từ tổng hợp tại tâm O : 01,5B B với B là từ trường tổng hợp tại tâm O . Từ trường quaynày sẽ tác dụng vào khung dây làm khung quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường . Chuyểnđộng quay của rôto (khung quay) được sử dụng làm quay các máy khác3. Máy biến áp. Truyền tải điện năng

Máy biến áp là thiết bị làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện ápxoay chiều (tăng hoặc giảm) mà không làm thay đổi tần số của nó. Công thức: (bỏ qua sự mất mát từ thông và điện trở các cuộn dây)

1 1 1

2 2 2

E U N kE U N

: hệ số biến áp

N1: số vòng dây của cuộn sơ cấp (nối với nguồn điện xoay chiều)N2: số vòng dây của cuộn thứ cấp (nối với tải tiêu thụ)k<1 (U1<U2): máy tăng ápk>1 (U1>U2): máy hạ áp

Bỏ qua mọi hao phí trên máy biến áp: 1 2

2 1

I UI U

Nếu tính đến hao phí ta có hiệu suất của máy biến áp: 1 1 1

2 2 2

P U IPP U I

Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:2

22 2os

RI RU c

PP




P : công suất truyền đi ở nơi cung cấpU : điện áp ở nơi cung cấpcos : là hệ số công suất của dây tải điện

lRS

là điện trở tổng cộng của dây tải điện (Chú ý: dẫn điện bằng 2 dây)

Chỉ cần tăng điện áp ở đầu dây tải điện lên k lần thì có thể giảm hao phí đi k2 lần Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR

Hiệu suất tải điện: .100%H P PP

VẤN ĐỀ 5. MỘT SỐ DẠNG TOÁN1. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ

Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn,biết đèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1

4t

Với 1

0

os UcU

; (0 < < /2)

2. Đoạn mạch RLC có R thay đổi

Khi R=ZL-ZC thì2 2

ax 2 2ML C

U UZ Z R

P ;2cos

2

Khi R=R1 hoặc R=R2 thì P có cùng giá trị. Ta có2

21 2 1 2; ( )L C

UR R R R Z Z P

Và khi 1 2R R R thì2

ax1 22M

UR R

P

Trường hợp cuộn dây có điện trở R0 (hình vẽ)

Khi2 2

0 ax02 2( )L C M

L C

U UR Z Z RZ Z R R

P

Khi2 2

2 20 ax 2 2

00 0

( )2( )2 ( ) 2

L C RM

L C

U UR R Z ZR RR Z Z R

P

3. Đoạn mạch RLC có L thay đổi

Khi 2

1LC

thì IMax URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau

Khi2 2

CL

C

R ZZZ

thì2 2

axC

LM

U R ZU

R

và 2 2 2 2 2 2ax ax ax; 0LM R C LM C LMU U U U U U U U

Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi1 2

1 2

1 2

21 1 1 1( )2L L L

L LLZ Z Z L L

Khi2 24

2C C

L

Z R ZZ

thì ax 2 2

2 R4

RLM

C C

UUR Z Z

Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau

4. Đoạn mạch RLC có C thay đổi

UuO

M'2

M2

M'1

M1

-U U00

1-U1Sáng Sáng

Tắt

Tắt

A BR L, R0 C




Khi 2

1CL


Khi2 2

LC

L

R ZZZ

thì2 2

axL

CM

U R ZU

R

và 2 2 2 2 2 2ax ax ax; 0CM R L CM L CMU U U U U U U U

Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi1 2

1 21 1 1 1( )2 2C C C

C CCZ Z Z

Khi2 24

2L L

C

Z R ZZ

thì ax 2 2

2 R4

RCM

L L

UUR Z Z

Lưu ý: R và C mắc liên tiếp nhau

5. Mạch RLC có thay đổi:

Khi 1LC


Khi2

1 1

2C L R

C

thì ax 2 2

2 .4

LMU LU

R LC R C

Khi21

2L R

L C thì ax 2 2

2 .4

CMU LU

R LC R C

Với = 1 hoặc = 2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi: 1 2 tần số 1 2f f f

6 . Hai đoạn mạch AM gồm R1L1C1 nối tiếp và đoạn mạch MB gồm R2L2C2 nối tiếp mắc nối tiếp với nhaucó UAB = UAM + UMB uAB; uAM và uMB cùng pha tanuAB = tanuAM = tanuMB

7 . Hai đoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau

Với 1 11

1

tan L CZ ZR

và 2 22

2

tan L CZ ZR

(giả sử 1 > 2)

Có 1 – 2 = 1 2

1 2

tan tan tan1 tan tan

Trường hợp đặc biệt = /2 (vuông pha nhau) thì tan1tan2 = -1.8. Bài toán hộp đen X :

I. Chú ý :

1. Mạch điện đơn giản ( X chỉ chứa 1 phần tử ):

a. Nếu NBU cùng pha với i suy ra X chỉ chứa 0R

b. Nếu NBU sớm pha với i góc2 suy ra X chỉ chứa 0L

c. Nếu NBU trễ pha với i góc2 suy ra X chỉ chứa 0C

2. Mạch điện phức tạp:a. Mạch 1

Nếu ABU cùng pha với i , suy ra X chỉ chứa 0L

Nếu ANU và NBU tạo với nhau góc2 suy ra X chứa ( 0 0, LR )

R C

• •X•A N B




b. Mạch 2Nếu ABU cùng pha với i suy ra X chỉ chứa 0C

Nếu ANU và NBU tạo với nhau góc2 suy ra X chứa ( 0 0, CR )

II. Phương pháp: Để giải một bài toán về hộp kín ta thường sử dụng hai phương pháp sau:1. Phương pháp đại sốB1: Căn cứ “đầu vào” của bai toán để đặt ra các giả thiết có thể xảy ra.B2: Căn cứ “đầu ra” của bài toán để loại bỏ các giả thiết không phù hợp.B3: Giả thiết được chọn là giả thiết phù hợp với tất cả các dữ kiện đầu vào và đầu ra của bài toán.2. Phương pháp sử dụng giản đồ véc tơ trượt.B1: Vẽ giản đồ véc tơ (trượt) cho phần đã biết của đoạn mạch.B2: Căn cứ vào dữ kiện bài toán để vẽ phần còn lại của giản đồ.B3: Dựa vào giản đồ véc tơ để tính các đại lượng chưa biết, từ đó làm sáng toả hộp kín.

a. Giản đồ véc tơ* Cơ sở: + Hiệu điện thế tức thời ở hai đầu đoạn mạch: uAB = uR + uL + uC

Ta biểu diễn: + Đặt tại O

RRu u

+ Cùng hướng I

+ Độ lớn UR

+ Đặt tại O

LLu u

+ Sớm pha so I

1 góc2

+ Độ lớn UL

+ Đặt tại O

CCu u

+ Trễ pha so I

1 góc2

+ Độ lớn UC

* Cách vẽ giản đồ véc tơ

Vì i không đổi nên ta chọn trục cường độ dòng điện

làm trục gốc, gốc tại điểm O, chiều dương là chiều

quay lượng giác.

U L

UR

UA B

O

U +L UC

UC

i

+

R L• •X•A N B




* Cách vẽ giản đồ véc tơ trượt

Bước 1: Chọn trục nằm ngang là trục dòng điện ,

điểm đầu mạch làm gốc (đó là điểm A).

Bước 2: Biểu diễn lần lượt hiệu điện thế qua mỗi phần

bằng các véc tơ

NB; MN;AM nối đuôi nhau theo nguyên tắc: R - đi ngang; L - đi lên; C - đi xuống.

Bước 3: Nối A với B thì véc tơ AB chính là biểu diễn uAB

Nhận xét:

+ Các điện áp trên các phần tử được biểu diễn bởi các véc tơ mà độ lớn tỷ lệ với điện áp dụng của nó.

+ Độ lệch pha giữa các hiệu điện thế là góc hợp bởi giữa các véc tơ tương ứng biểu diễn chúng.

+ Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện là góc hợp bởi véc tơ biểu diễn nó với trục i.

+ Việc giải bài toán là xác định độ lớn các cạnh và góc của tam giác dựa vào các định lý hàm số sin, hàm

số cosin và các công thức toán học: ˆ ˆ ˆa b C

SinBSinA SinC

Trong toán học một tam giác sẽ giải được

nếu biết trước ba (hai cạnh 1 góc, hai góc

một cạnh, ba cạnh) trong sáu yếu tố (3 góc

và 3 cạnh).

+ a2 = b2 + c2 - 2bccos A

; b2 = a2 + c2 - 2accos B

; c2 = a2 + b2 - 2abcos C

III. Các công thức:

+ Cảm kháng: ZL = L + Dung kháng: ZC =C1

+ Tổng trở Z = 2CL

2 )ZZ(R + Định luật Ôm: I =ZUI

ZU 0

0

+ Độ lệch pha giữa u và i: tan =R

ZZ CL + Công suất toả nhiệt: P = UIcos = I2R

+ Hệ số công suất: K = cos =ZR

UIP

9. Dùng máy tính FX-570ES: uAB =uAM +uMB để xác định U0AB và .a.Chọn chế độ mặc định của máy tính: CASIO fx – 570ES+Máy CASIO fx–570ES bấm SHIFT MODE 1 hiển thị 1 dòng (MthIO) Màn hình xuất hiện Math.+ Để thực hiện phép tính về số phức thì bấm máy : MODE 2 màn hình xuất hiện CMPLX+ Để tính dạng toạ độ cực : r (ta hiểu là A) , Bấm máy tính: SHIFT MODE 3 2+ Để tính dạng toạ độ đề các: a + ib. Bấm máy tính :SHIFT MODE 3 1

UAB

i

+

UAN

ULUC

URA M

B

N

A

BC

b

a

c




+ Để cài đặt đơn vị đo góc (Deg, Rad):-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm máy : SHIFT MODE 3 màn hình hiển thị chữ D-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm máy: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị chữ R

+Để nhập ký hiệu góc ta bấm máy: SHIFT (-).

b.Ví dụ: Cho: uAM = 100 2 s os(100 )3

c t (V) sẽ biểu diễn 100 2 -600 hay 100 2 -/3

Hướng dẫn nhập Máy tính CASIO fx – 570ES-Chọn MODE: Bấm máy: MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D

Nhập máy: 100 2 SHIFT (-) -60 hiển thị : 100 2 -60-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R

Nhập máy: 100 2 SHIFT (-) (-:3 hiển thị : 100 2 - 1 π3

Kinh nghiệm: Nhập với đơn vị độ nhanh hơn đơn vị rad. (vì nhập theo đơn vị rad phải có dấu ngoặc đơn‘(‘, ‘)’ nên thao tác nhập lâu hơn, ví dụ: nhập 90 độ thì nhanh hơn là nhập (/2)

Cần chọn chế độ mặc định theo dạng toạ độ cực r (ta hiểu là A - Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng A , ta bấm SHIFT 2 3 =- Chuyển từ dạng A sang dạng : a + bi , ta bấm SHIFT 2 4 =

c. Xác định U0 và bằng cách bấm máy tính:+Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

-Nhập U01, bấm SHIFT (-) nhập φ1; bấm +, Nhập U02 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn = kết quả.(Nếu hiển thị số phức dạng: a+bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả là: A

+Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.Nhập U01, bấm SHIFT (-) nhập φ1 ;bấm + ,Nhập U02 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn =

Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A. SHIFT = hiển thị kết quả là: φ

+Lưu ý Chế độ hiển thị kết quả trên màn hình:Sau khi nhập, ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ, muốn kết quả dưới dạng thập phân taấn SHIFT = ( hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị.

Ví dụ 1 ở trên : Tìm uAB = ? với: uAM = 100 2 os(100 )3

c t (V) 0 1100 2( ),3

AMU V

uMB = 100 2 os(100 )6

c t (V) -> U0MB = 100 2 (V) , 26

Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLXChọn chế độ máy tính theo D(độ): SHIFT MODE 3Tìm uAB ? Nhập máy:100 2 SHIFT (-). (-60) + 100 2 SHIFT (-) 30 =

Hiển thị kết quả : 200-15 . Vậy uAB = 200 0os( 15 )c t (V) => uAB = 200 os(100 )12

c t (V)

Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo R (Radian): SHIFT MODE 4Tìm uAB? Nhập máy:100 2 SHIFT (-). (-(/3)) + 100 2 SHIFT (-) (/6 =

Hiển thị kết quả: 200-/12 . Vậy uAB = 200 os(100 )12

c t (V)

d. Nếu cho u1 = U01cos(t + 1) và u = u1 + u2 = U0cos(t + ) .Tìm dao động thành phần u2 : (Ví dụ hình minh họa bên)u2 = u - u1 .với: u2 = U02cos(t + 2). Xác định U02 và 2

*Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2Nhập U0, bấm SHIFT (-) nhập φ; bấm - (trừ); Nhập U01 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn = kết quả.(Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = kết quả trên màn hình là: U02 2

Hìnhu1

BA X Y

u2

M




*Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2Nhập U0 , bấm SHIFT (-) nhập φ ;bấm - (trừ); Nhập U01 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn =bấm SHIFT (+) = , ta được U02 ; bấm SHIFT (=) ; ta được φ2

Ví dụ 2: Nếu đặt vào hai đầu một mạch điện chứa một điện trở thuần và một cuộn cảm thuần mắc nối

tiếp một điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 2 cos( t +4 ) (V), thì khi đó điện áp hai đầu điện trở

thuần có biểu thức uR=100cos( t) (V). Biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần sẽ là

A. uL= 100 cos( t +2 )(V). B. uL = 100 2 cos( t +

4 )(V).

C. uL = 100 cos( t +4 )(V). D. uL = 100 2 cos( t +

2 )(V).

Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLXChọn chế độ máy tính theo độ: SHIFT MODE 3

Tìm uL? Nhập máy:100 2 SHIFT (-). (45) - 100 SHIFT (-). 0 =

Hiển thị kết quả : 10090 . Vậy uL= 100 os( )2

c t (V) Chọn A

Giải 2: Chọn chế độ máy tính theo R (Radian): SHIFT MODE 4Tìm uL? Nhập máy:100 2 SHIFT (-). ((/4)) - 100 SHIFT (-). 0 =

Hiển thị kết quả: 100/2 . Vậy uL= 100 os( )2

c t (V) Chọn A

CHỦ ĐỀ VI: SÓNG ÁNH SÁNG

VẤN ĐỀ 1: TÁN SẮC ÁNH SÁNG1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng:

Là hiện tượng ánh sáng phức tạp bị phân tích thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau khi đi quamặt phân cách của hai môi trường trong suốt.

Nguyên nhân: do chiết suất của môi trường phụ thuộc vào bước sóng (tần số) của ánh sáng:

2

Bn A

2. Ánh sáng đơn sắc: Không bị tán sắc khi đi qua lăng kính; mỗi chùm sáng (bức xạ) đơn sắc có một bước sóng và tần

số xác định.

Bước sóng ánh sáng trong chân không:8

03.10 ( )c m

f f

Bước sóng ánh sáng trong môi trường có chiết suất n: 0v cf nf n

nkknck=1; n ≥ 13. Ánh sáng trắng:

Là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm,tím (ánh sáng đa sắc).

Trong miền ánh sáng nhìn thấy (quang phổ khả kiến)0.38 0.76m m (Tím) (Đỏ)

Góc lệch của tia sáng khi qua lăng kính: (A, i nhỏ)(do hiện tượng khúc xạ ánh sáng)

=(n-1)AA: góc chiết quang của lăng kính




n: chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đơn sắcđỏ < cam <…< tím

4. Một số công thức: Hiện tượng khúc xạ: 1 2sin sinn i n r Lăng kính:

1 2

1 2

A r ri i A

1 1 2 1

2 2 1 2

sin sins inr s ini

n i n rn n

Thấu kính:1 2

1 1 11TK

MT

nDf n R R

D: độ tụ (dp)f: tiêu cự (m)R: bán kính các mặt thấu kính

+ mặt cầu lồi: R>0+ mặt cầu lõm: R<0+ mặt phẳng: R=

nTK: chiết suất của chất làm thấu kính đối với ánh sáng đơn sắcnMT: chiết suất của môi trường đặt thấu kính.

Chú ý: Tiêu điểm của thấu kính đối với chùm tia màu tím gần thấu kính nhất, tiêu điểm của thấu kính đối

với chùm tia màu đỏ xa thấu kính nhất.Khoảng cách giữa tiêu điểm của thấu kính đối với tia màu đỏ và tia màu tím:f = fđ - ft

5. Các loại quang phổ :Quang phổ Định nghĩa Nguồn phát Đặc điểm ứng dụng

Liên tụcLà một dải sángcó màu biến đổiliên tục

Các chất rắn , chấtlỏng , chất khí ở ápsuất lớn khi bị nungnóng phát ra quangphổ liên tục

- Không phụ thuộc vàobản chất của vật phátsáng , mà chỉ phụ thuộcvào nhiệt độ- Nhiệt độ của vật cangcao , miền phát sángcàng lên dần về phía ánhsáng có bước sóng ngắn

Đo nhiệt độ củacác vật phátsáng (Đặc điểmcủa các vật ởrất xa)

Vạch phátxạ

Gồm các vạchmàu riêng lẻ ,ngăn cách nhaubằng nhữngkhoảng tối

Các chất khí hay hơiở áp suất thấp bịkích thích (đốt nónghay phóng điện qua)

Quang phổ vạch của cácnguyên tố khác nhau thìkhác nhau về số lượngvạch , vị trí , màu sắc vàcường độ sáng

Xác định thànhphần cấu tạocủa các nguyêntố có trong hợpchất

Vạch hấpthụ

Là hệ thống cácvạch tối riêngrẽ nằm trên mộtnền quang phổliên tục

- Chiếu ánh sángtrắng qua đám khíhay hơi nóng sáng ởáp suất thấp- Nhiệt độ của đámhơi phải thấp hơnnhiệt độ của nguồnsáng

- Chiếu ánh sáng trắngqua đám hơi nung nóngthu được vạch tối trênnền quang phổ liên tục- Tắt nguồn sáng , cónhững vạch màu nằmtrên nền tối trùng với cácvạch tối ở trên

Biết được thànhphần của hợpchất

6. Tia hồng ngoại , tia tử ngoại và tia XTia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia X

Địnhnghĩa

Bức xạ điện từ khôngnhìn thấy , có bước sónglớn hơn bước sóng củaánh sáng đỏ

Bức xạ điện từ không nhìnthấy , có bước sóng ngắn hơnbước sóng của ánh sáng tím

Sóng điện từ có bước sóngngắn từ 10-12 -10-8m

Nguồn Mọi vật nung nóng đều Các vật có nhiệt độ trên ống tia rơghen




phát phát ra tia hồng ngoại 20000C

Tính chất, tác dụng

- tác dụng nổi bật là tácdụng nhiệt- tác dụng lên kính ảnhhồng ngoại- trong công nghiệp dùngđể sấy khô các sản phẩmsơn- trong y học dùng đènhồng ngoại để sưởi ấmngoài da cho máu lưuthông- dùng trong các thiết bịđiều khiển từ xa

- tác dụng mạnh lên kính ảnh- làm ion hóa chất khí- kích phát quang nhiều chất- có tác dụng sinh lí : hủydiệt tế bào , diệt khuẩn , nấmmốc …- có thể gây ra hiện tượngquang điện- trong công nghiệp : pháthiện vết nứt , xước trên bềmặt sản phẩm- trong y học : chữa còixương , diệt vi khuẩn

- có khả năng đâm xuyênmạnh (tính chất đáng chú ýnhất)- tác dụng mạnh lên phimảnh , làm ion hóa không khí- có tác dụng làm phát quangnhiều chất- có tác dụng gây ra hiệntượng quang điện ở hầu hếtkim loại- có tác dụng sinh lí mạnh :hủy diệt tế bào , diệt vikhuẩn …

ứng dụng

- sấy khô , sưởi ấm- sử dụng trong bộ điềukhiển từ xa- chụp ảnh hồng ngoại- trong quân sự ứng dụnglàm ống nhòm hồng ngoại, quay phim ban đêm …

- khử trùng , diệt khuẩn- chữa bện còi xương- tìm vết nứt trên bề mặt kimloại

- y học : chụp chiếu điện ,chữa ung thư- công nghiệp : dò tìm khuyếttật trong sản phẩm đúc- khoa học : nghiên cứu cấutrúc tinh thể- giao thông : kiểm tra hànhlí của hành khách

7. Thang sóng điện từ :Loại sóng Bước sóng

Tia gamma Dưới 10-12 mTia X 10-12 m đến 10-9

Tia tử ngoại 10-9 m đến 3,8.10-7 mÁnh sáng nhìn thấy 3,8.10-7 m đến 7,6.10-7 mTia hồng ngoại 7,6.10-7 m đến 10-3 mSóng vô tuyến 10-3 m trở lên

Sóng vô tuyến , tia hồng ngoại , ánh sáng khả kiến (nhìn thấy) , tia tử ngoại , tia X và tia gamma đều cóbản chất là sóng điện từ nhưng có bước sóng khác nhau nên có tính chất , tác dụng khác nhau và nguồnphát , cách thu chúng cũng khác nhau

Vùng đỏ : 0, 640 0, 760m m

Vùng cam : 0, 590 0,650m m

Vùng vàng : 0, 570 0,600m m

Vùng lục : 0, 500 0,575m m

Vùng lam : 0, 450 0,510m m

Vùng chàm : 0, 440 0, 460m m

Vùng tím : 0,38 0, 440m m

VẤN ĐỀ 2: GIAO THOA ÁNH SÁNG1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng:

Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp (phát ra từ hai nguồn kết hợp: cùngphương, cùng tần số và độ lệch pha không đổi theo thời gian).

Trong vùng giao thoa xuất hiện những vạch sáng, tối xen kẽ cách đều nhau gọi là những vân giaothoa.

2. Các đại lượng vật lý:

a. Hiệu quang trình: 2 1axD

d d d

d1, d2: đường đi của hai sóng từ hai nguồn đến điểm xéta: khoảng cách giữa hai nguồnx: vị trí điểm xét (chọn giao điểm O của đường trung trực đoạn thẳng nối hai nguồn S1S2 với màn

đặt song song với S1S2 làm gốc, chiều dương hướng lên)D: khoảng cách từ hai nguồn đến màn quan sát




b. Khoảng vân:

Khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc hai vân tối) cạnh nhau Dia

: bước sóng ánh sáng đơn sắc làm thí nghiệm

c. Vị trí vân sáng: Khoảng cách từ vân trung tâm (O) đến điểm xét

2 1 22

22

d d k k

D ix k ki ka

Hiệu đường đi của hai sóng bằng một số nguyên lần bước sóng (hay bằng một số chẳn lần nửabước sóng) Khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm xét bằng một số nguyên lần khoảng vân (hay bằng mộtsố chẳn lần nửa khoảng vân)

0; 1; 2.....k : bậc của vân sángk = 0: x=0 (tại O): vân sáng trung tâmk = ± 1: vân sáng bậc 1 (thứ nhất).....

d. Vị trí vân tối: Khoảng cách từ vân trung tâm (O) đến điểm xét

2 11 2 12 2

1 1 2 12 2 2

d d k k

D ix k k i ka

Hiệu đường đi của hai sóng bằng một số bán nguyên lần bước sóng (hay bằng một số lẻ lần nửabước sóng) Khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm xét bằng một số bán nguyên lần khoảng vân (hay bằngmột số lẻ lần nửa khoảng vân)

0; 1; 2.....k : không có khái niệm bậc của vân tốik = 0: vân tối thứ nhất ở phía trên (+)

k = 1: vân tối thứ hai ở phía trên…k = -1: vân tối thứ nhất ở phía dưới (-)

3. Một số dạng toána. Xác định i trong khoảng có bề rộng l, có n vân sáng:

Hai đầu là hai vân sáng:1

lin

Hai đầu là hai vân tối: lin

Một đầu là vân sáng, một đầu là vân tối:0.5

lin

b. Xác định tính chất vân giao thoa:

Lập tỉ số x ni

n = k (là số nguyên): tại vị trí xét là vân sáng bậc k

n = k + 12

(là số bán nguyên):

+ n>0: tại vị trí xét là vân tối thứ (k+1)+ n<0: tại vị trí xét là vân tối thứ k




c. Xác định số vân trong trường giao thoa: (Có hai giới hạn đối xứng nhau qua vân sángtrung tâm)

Tổng số vân: 1LNi

L: bề rộng trường giao thoa ... : phần nguyên 2,9 2

Số vân sáng: 2 12sLNi

: luôn là số nguyên lẻ

Số vân tối: 2 0,52TLNi

: luôn là số nguyên chẳn

Chú ý: Số vân sáng và vân tối có thể hơn, kém nhau một đơn vị Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có tọa độ x1<x2:

+ Vân sáng: x1 < ki < x2+ Vân tối: x1 < (k+0,5)i < x2

Số giá trị k Z là số vân sáng (vân tối) cần tìmM, N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu.M, N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu.

d. Vị trí trùng nhau của các bức xạ đơn sắc: Cho 1 2 ... nx x x :

Vân sáng: 1 1 2 2 ... n nk k k

Vân tối: 1 1 2 21 1 1...2 2 2n nk k k

Chú ý:

Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả các vân sáng củacác bức xạ đơn sắc.

Khi tìm số vân sáng (vân tối) trên màn thì tính số vân sáng (vân tối) của mỗi bức xạ, sau đó trừđi những vị trí trùng nhau.

e. Giao thoa với ánh sáng trắng: Vân sáng trung tâm có màu trắng (vị trí trùng nhau của tất cả các bức xạ). Các vân sáng ởhai bên vân trung tâm là quang phổ liên tục, màu tím gần vân trung tâm nhất, màu đỏ xa vântrung tâm nhất.

Bề rộng của vân giao thoa: d t d tDx x x ka

Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định (đãbiết x):

Vân sáng: axDx ka kD

Vân tối: ax( 0,5)( 0,5)

Dx ka k D

Với 0,38 m 0,76 m các giá trị của k

f. Thực hiện thí nghiệm trong môi trường trong suốt, chiết suất n:

Khoảng vân giảm đi n lần: 0n

iin




g. Nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2:

i không đổi, hệ vân dịch chuyển ngược chiều một đoạn: 0yDxd

D: khoảng cách từ hai khe đến mànd: khoảng cách từ nguồn S đến hai khey: độ dịch chuyển của nguồn

h. Khi trên đường truyền của ánh sáng từ S1 (S2) đặt một bản mỏng có bề dày e, chiết suất n:

hệ vân dịch chuyển về phía S1 (S2) một đoạn: 0

1n eDx

a

Chú ý: Đặt hai bản như nhau trên đường truyền của S1, S2:

hệ vân không dịch chuyển. Đặt hai bản khác nhau: độ dịch chuyển 01 02x x

4. Một số phương pháp tạo giao thoaa. Lưỡng lăng kính Fresnel:

Khoảng cách giữa hai nguồn: 2 ( 1)a d n A d: khoảng cách từ nguồn S đến lưỡng lăng kính

A: góc chiết quang (rad): 01 ( )180

rad

Khoảng cách từ hai nguồn đến màn quan sát: 'D d d d’: khoảng cách từ lưỡng lăng kính đến màn quan sát

Bề rộng trường giao thoa: 2( 1). . 'L n A d b. Bán thấu kính Billet:

Khoảng cách giữa hai nguồn: 'd da ed

d: khoảng cách từ nguồn S đến thấu kính

d’: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính: dfd'=d-f

e: khoảng cách giữa hai nửa thấu kính Khoảng cách từ hai nguồn đến màn quan sát: 'D l d

l: khoảng cách từ thấu kính đến màn quan sát

S2

S1

S

A2d

I

P2

O

E

d'

A1

P1

S

d d/

O2

S1

S2

O1

D

2P

1P

S1

S2

S’

SO

O’x0

y

Dd

S1

S2

M

O

e




Bề rộng trường giao thoa: l dL ed

Điều kiện quan sát được vân giao thoa: ' el de a

: đường kính khẩu độ (đường kính vành)

c. Gương Fresnel:

Khoảng cách giữa hai nguồn: 2a rr: khoảng cách từ nguồn S đến giao tuyến của hai gương.: góc nghiêng giữa hai gương (rad)

Khoảng cách từ hai nguồn đến màn quan sát: D r d d: khoảng cách từ giao tuyến hai gương đến màn quan sát

Bề rộng trường giao thoa: 2L d* Cách giải bài toán giống như trong thí nghiệm Young.

CHỦ ĐỀ VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

VẤN ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI1. Hiện tượng quang điện ngoài:

Là hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại.2. Các định luật quang điện:

a. Định luật 1: hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi 0 hay 0f f

0: giới hạn quang điện của kim loại (phụ thuộc bản chất kim loại)b. Định luật 2:

khi 0 thì Ibh cường độ chùm sáng kích thích.c. Định luật 3:

Wđ0max phụ thuộc bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại; không phụ thuộc vàocường độ chùm sáng kích thích.

3. Hiệu điện thế hãm và động năng ban đầu cực đại:20max

1.2heU mv (J)

e = -1,6.10-19 Cm = 9,1.10-31 KgUh: hiệu điện thế hãm (Uh<0). Để triệt tiêu dòng quang điện: UAKUh . Đối với một kim loại,

kích thích càng ngắn (f càng lớn) thì hU càng lớn.v0max : vận tốc ban đầu cực đại của quang e- (m/s)

M1S1

S2

r E

M2

2

S

HI d

P1

P2

0




VẤN ĐỀ 2: THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1. Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn): hchf

(J)

h=6,625.10-34Js: hằng số Plankc=3.108m/s: tốc độ ánh sáng trong chân khôngf: tần số (Hz): bước sóng (m)1eV=1,6.10-19J

2. Công thức Einstein về hiện tượng quang điện: 20max

12

A mv (J)

A: công thoát (J): phụ thuộc bản chất kim loại.0

hcA

hay 0A hf

3. Một số dạng toán

a. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của quang e: 0max0

2 1 1hcvm

b. Hiện tượng quang điện với vật cô lập về điện: 2ax 0max

12me V mv

Vmax: Điện thế cực đại của vật

c. Hiệu suất lượng tử (hiệu suất của hiện tượng quang điện): %e

p

nHn

bhe

In te

: số e bứt ra khỏi bề mặt kim loại trong thời gian t

pPn t

: số phôtôn đập vào kim loại trong thời gian t

P: công suất chiếu sáng

d. Tia Rơnghen (tia X): Năng lượng lớn nhất của phôtôn tia X có thể phát ra:

2 2ax ax 0

min

1 12 2m m AK

hchf mv e U mv

fmax, min : tần số lớn nhất, bước sóng nhỏ nhất mà tia X có thể phát ra.21

2mv : động năng của e khi đập vào đối K

v: vận tốc của e khi đập vào đối Kv0 : vận tốc của e khi rời K (thường v0=0)e. Quang e chuyển động trong từ trường đều:

Chịu tác dụng của lực Lorentz: sin ,f e vB B v

v B : quỹ đạo là đường tròn bán kính: mvR

e B

Chu kì: 1 2 2 RTf v




f. Nhiệt lượng cung cấp cho vật: Q mc t (J)m=V: khối lượng của vật (kg)

: khối lượng riêng (kg/m3)V: thể tích (m3)c: nhiệt dung riêng (J/kg.K)t=t2-t1: độ biến thiên nhiệt độ

VẤN ĐỀ 3: QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIĐRÔ1. Trạng thái dừng của nguyên tử:

có năng lượng xác định, gián đoạn và không bức xạ năng lượng.a. Bán kính quỹ đạo dừng: 2

0nr n rr0=5,3.10-11m=0,53A0: bán kính Bo

(bán kính nhỏ nhất ứng với trạng thái cơ bản n=1)

b. Năng lượng ở trạng thái dừng: 02 2

13,6n

EE eVn n

2. Tiên đề Bo: nm n mnm

hchf E E

Chú ý: khi nguyên tử chuyển trạng thái dừng thì e cũng chuyểnquỹ đạo dừng và ngược lại.

3. Quang phổ nguyên tử Hiđrô:a. Sơ đồ chuyển mức năng lượng:

Dãy Lai-man: Nằm trong vùng tử ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên

ngoài về quỹ đạo K Vạch dài nhất 21 khi e chuyển từ L

K Vạch ngắn nhất 1 khi e chuyển từ

K. Dãy Ban-me: Một phần nằm trong vùng tửngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìnthấy

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bênngoài về quỹ đạo L

Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch:Vạch đỏ H ứng với e: M LVạch lam H ứng với e: N LVạch chàm H ứng với e: O LVạch tím H ứng với e: P L

Vạch dài nhất 32 (Vạch đỏ H ) Vạch ngắn nhất 2 khi e chuyển từ L.

Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M Vạch dài nhất 43 khi e chuyển từ N M. Vạch ngắn nhất 3 khi e chuyển từ M.

hfnm hfnm

nhận phôtôn phát phôtônEn

Em

En > Em

Laiman

K

M

NO

L

P

Banme

Pasen

HHHH

n=1

n=2

n=3

n=4n=5n=6

n=




b. Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô:

13 12 23

1 1 1

và f13 = f12 +f23

CHỦ ĐỀ VIII: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP (Nghiên cứu các hệ quy chiếu quán tính)

VẤN ĐỀ 1: CÁC TIÊN ĐỀ CỦA ANH-XTANH

Nguyên lí tương đối: Các định luật vật lí có cùng một dạng như nhau trong mọi hệ quy chiếu quántính.

Nguyên lí về sự bất biến của tốc độ ánh sáng: Tốc độ ánh sáng trong chân không có cùng độ lớnc (giới hạn của các tốc độ vật lí) trong mọi hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc phươngtruyền và tốc độ của nguồn sáng hay máy thu.

* Hệ quả:o Sự co độ dài: (tính tương đối của không gian)

Độ dài của một thanh co lại theo phương chuyển động của nó:2

0 021 vl l lc

o Sự chậm lại của đồng hồ chuyển động: (tính tương đối của thời gian)Đồng hồ gắn với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn đồng hồ gắn với quan sát viên

đứng yên:2

0 021 vt t tc

l: chiều dài của thanh chuyển động với tốc độ vl0: độ dài riêng của thanh (khi v=0)c 3.108m/s: tốc độ ánh sáng trong chân khôngt0: thời gian đo trong hệ quy chiếu đứng yênt: thời gian đo trong hệ quy chiếu chuyển động

Chú ý:Kí hiệu t, t0 ngược lại với sách giáo khoa, khi làm bài tập phải chú ý.

VẤN ĐỀ 2: HỆ THỨC ANH-XTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG

1. Khối lượng tương đối tính: 002

21

mm mvc

m: khối lượng của vật chuyển động với tốc độ vm0: khối lượng nghỉ của vật (khi v=0)

2. Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng:Một vật có khối lượng thì cũng có năng lượng tương ứng và ngược lại: 2E mc

3. Hệ thức liên hệ giữa năng lượng và động lượng: 2 4 2 20E m c p c




4. Năng lượng toàn phần của vật:2

0 00 d2 2

2 2

W1 1

m c EE Ev vc c

E0: năng lượng nghỉ của vật (khi v=0)Wđ: động năng của vật

Chú ý: Đối với hệ kín, khối lượng nghỉ và năng lượng nghỉ không nhất thiết được bảo toàn, nhưng nănglượng toàn phần được bảo toàn. Cơ học cổ điển là trường hợp riêng của cơ học tương đối tính khi v c .

CHỦ ĐỀ IX: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

VẤN ĐỀ 1: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ1. Cấu tạo:

Hạt nhân được tạo thành từ các nuclôn:o Prôtôn: 1 1

1 1( )p H : qp= +e =1,6.10-19Co Nơtron: 1

0 n : qn=0 Số nuclôn: A (số khối) Số prôtôn: Z (nguyên tử số) Số nơtron: N=A-Z Kích thước: xem hạt nhân là quả cầu

o Bán kính:1

15 31, 2.10R A

o Thể tích: 343

V R

2. Đồng vị: Là những nguyên tử mà hạt nhân của chúng có cùng số prôtôn Z, nhưng số nuclôn A khácnhau.3. Độ hụt khối của hạt nhân A

Z X : . ( ).p n hnm Z m A Z m m 4. Lực hạt nhân: là lực hút giữa các nuclôn

Đặc điểm:o Có bán kính tác dụng ngắn: 10-15mo Không phải là lực tĩnh điện hay lực hấp dẫno Có tính bão hòa (mỗi nuclôn chỉ tương tác với một số nuclôn lân cận)o Là lực trao đổi (thực hiện bằng cách trao đổi hạt mêzôn )

5. Năng lượng liên kết: Là năng lượng cần thiết cung cấp cho hạt nhân để tách nó thành các nuclôn riêng rẽ (nănglượng tỏa ra khi hệ các nuclôn kết hợp tạo thành hạt nhân). 2.lkW m c

* Năng lượng liên kết riêng: lkWA ô

MeVnucl n

Chú ý: Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

1u=1,66.10-27 kg =931,5 2

MeVc

1uc2 = 931,5 MeV 1 eV = 1,6.10-19J




VẤN ĐỀ 2: SỰ PHÓNG XẠ1. Hiện tượng:

Hạt nhân không bền vững (hạt nhân mẹ) tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ (các bức xạkhông nhìn thấy) và biến đổi thành hạt nhân khác (hạt nhân con). Đặc điểm: có tính tự phát và không điều khiển được, không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài(áp suất, nhiệt độ…)

2. Các loại tia phóng xạ: Phóng xạ : là dòng các hạt nhân 4

2 He Phóng xạ :

o - : là dòng các electron 01e , phát ra phản hạt nơtrinô 0

0o + : là dòng các pôzitron 0

1e , phát ra hạt nơtrinô 00

Phóng xạ : là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (<10-11m), cũng là hạt phôtôn có năng lượngcao, không bị lệch trong điện trường và từ trường.

Chú ý: Mỗi chất phóng xạ chỉ phóng ra một trong ba tia , -, + (có thể kèm theo tia )

Tia α Tia β Tia γTia β+ Tia β-

Bảnchất Hạt nhân nguyên tử

42 He

Pôzitron hayelectron dương , kíhiệu 0

1e hay e+. Thựcchất của phóng xạ +

là một hạt prôtonbiến thành một hạtnơtron , một hạtpôzitron và mộtnơtrinô

p n + e+ + ve

các electron , kí hiệu01e hay e-. Thực chất

của phóng xạ - làmột hạt nơtron biếnthành một hạt prôton, một hạt electron vàmột phản hạt nơtrinô

n p + e- +~

ev

Là sóng điện từ có bướcsóng rất ngắn , cũng làhạt phôtôn có nănglượng cao . Hạt nhân consinh ra ở trạng thái kíchthích có mức năng lượngcao E1 chuyển xuốngmức năng lượng thấp E2đồng thời phóng ra mộtphôtôn có năng lượng

1 2hchf E Ee = = = -l

Điệntích

+2e +e -e 0

Tốc độ 2.107m/s Gần bằng tốc độ ánh sáng Bằng tốc độ ánh sángKhảnăngionhóa

Ion hóa môi trươngmạnh

Có khả năng ion hóa môi trường nhưng yếuhơn tia α Khả năng ion hóa yếu

Khảnăngđâm

xuyên

Khả năng đâm xuyênkém , quãng đường điđược trong không khícỡ 8cm

Khả năng đâm xuyên mạnh , đi được vàimét trong không khí vài mm trong kim loại

Có khả năng đâm xuyênlớn , đi được vài méttrong bê tông vàcentimet trong chì và rấtnguy hiểm

Quytắc

dịchchuyển

XAZ He4

2 + YAz

42

So với hạt nhân mẹ ,hạt nhân con lùi 2 ôtrong bảng tuần hoànvà có số khối giảm 4đơn vị

XAZ e0

1++ YA

Z 1

So với hạt nhân mẹ ,hạt nhân con lùi 1 ôtrong bảng tuần hoànvà có cùng số khối

XAZ e0

1-+ YA

Z 1

So với hạt nhân mẹ ,hạt nhân con tiến 1 ôtrong bảng tuần hoànvà có cùng số khối

Trong phóng xạ γ khôngcó sự biến đổi hạt nhân→phóng xạ γ thường đikèm theo phóng xạ α vàβ

3. Định luật phóng xạ

a. Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: 00.

2t

k

NN N e




b. Số nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con và bằng số hạt ( hoặc e- hoặc e+) được tạo thành: 0 0 01 2 (1 )k tN N N N N e

o Nếu t T : áp dụng công thức gần đúng: 0N N t ( 1: 1xx e x» += )

c. Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: 00.

2t

k

mm m e

o Phần trăm chất phóng xạ còn lại:0

2 kmm

-=

d. Khối lượng chất phóng xạ bị phân rã sau thời gian t: 0 0 01 2 (1 )k tm m m m m e

o Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: 0

1 2 1k tm em

e. Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t: 1 11 1 0

0 0

(1 )t

A

A ANm A m e mN A A

o N0, m0: số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ lúc đầuo T: chu kì bán rã

o tkT

= : số chu kì bán rã trong thời gian t

o ln 2 0,693T T

: hằng số phóng xạ

o A0 , A1: số khối của chất phóng xạ ban đầu và chất mới được tạo thành.o NA=6,023.1023 mol-1

Chú ý: Trường hợp phóng xạ +, - thì A1=A0 m1 = m Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây(s).

Bảng quy luật phân rã

t T 2T 3T 4T 5T 6T

Số hạt còn lại N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 N0/32 N0/64

Số hạt đã phân rã N0/2 3 N0/4 7 N0/8 15 N0/16 31 N0/32 63 N0/64

Tỉ lệ % đã phân rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375%

Tỉ lệ đã rã và còn lại 1 3 7 15 31 63

4. Độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, đo bằng sốphân rã trong 1 giây.

0 02 k tH H H e N H0 = N0: độ phóng xạ ban đầu.Đơn vị: Becơren (Bq) : 1Bq = 1 phân rã/giây

Curi (Ci) : 1Ci = 3,7.1010 BqChú ý:

Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây(s).

VẤN ĐỀ 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN1. Định nghĩa:

Là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhâno Phản ứng tương tác giữa các hạt nhân: a+b→c+d




o Phản ứng tự phân rã (sự phóng xạ): a (hạt nhân mẹ) b (hạt nhân con)+c(hạt hoặc )

2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: a+b→c+da. Định luật bảo toàn số khối: Aa + Ab = Ac + Adb. Định luật bảo toàn điện tích: Za + Zb = Zc + Zd

c. Định luật bảo toàn động lượng: a b c dm v m v m v m v

d. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (tổng năng lượng nghỉ và động năng)

3. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân:W = (M0 - M)c2

0 a bM m m= + : tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng. c dM m m= + : tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.

Chú ý: W>0 : phản ứng toả năng lượng W dưới dạng động năng của các hạt c, d hoặc phôtôn . Nếu cáchạt a, b ban đầu đứng yên thi động năng của c,d là:

dC dDW W; W Wd c

c d c d

m mm m m m

= =+ +

o Các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. W<0 : phản ứng thu năng lượng W dưới dạng động năng của các hạt a, b hoặc phôtôn .

o Các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững.o Năng lượng cần thiết để phản ứng xảy ra là Wo Năng lượng cung cấp: 2

0 d các hat sau phan úngW=(M-M ) Wc +

Nếu tính theo độ hụt khối: 20W= M M c

M0, M: độ hụt khối của các hạt trước và sau phản ứng.+ W>0: phản ứng thu năng lượng+ W<0: phản ứng tỏa năng lượng

4. Hai loại phản ứng tỏa năng lượnga. Phản ứng phân hạch:

Hạt nhân nặng hấp thụ nơtron nhiệt (nơtron chậm) vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình(80 đến 160). Sau mỗi phản ứng đều có hơn hai nơtron được phóng ra. k: số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch:

o k<1: phản ứng dây chuyền không xảy ra.o k=1: phản ứng dây chuyền kiểm soát được (trong lò phản ứng hạt nhân_nhờ các thanh

điều khiển chứa Bo hay Cađimi hấp thụ nơtron).o k>1: phản ứng dây chuyền không kiểm soát được (Bom A hay bom nguyên tử)

Để đảm bảo k≥1 thì khối lượng hạt nhân phải đạt một giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạnb. Phản ứng nhiệt hạch:

Các hạt nhân nhẹ tổng thành hạt nhân nặng hơn Điều kiện:

o Nhiệt độ cao: 107÷108 Ko Mật độ hạt nhân n đủ lớno Thời gian t duy trì nhiệt độ cao đủ dài: nt ≥ 1014 s/cm3

Phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được: bom H (Bom Hiđrô hay bom khinh khí)Chú ý: Không có định luật bảo toàn khối lượng. Mối quan hệ giữa động lượng và động: 2

d2 Wp m=Khi tính tốc độ hay động năng thường áp dụng quy tắc hình bình hành cho các vectơ động lượng, áp

dụng định lí hàm số cosin:2 2 2

1 2 1 2 1 22 os( , )p p p p p c p p

pur

1puur

2pu ur

φ




CHỦ ĐỀ X: TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ

VẤN ĐỀ 1: CÁC HẠT SƠ CẤP1. Thế giới vi mô, vĩ mô được sắp xếp theo kích thước lớn dần: Hạt sơ cấp, hạt nhân nguyên tử, nguyêntử, phân tử, hành tinh, hệ Mặt Trời, thiên hà ...2. Hạt sơ cấp: Là hạt có kích thước và khối lượng nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử.- Các hạt sơ cấp được chia làm ba loại:

+ phôtôn có m0 = 0+ Các leptôn: Có khối lượng từ 0 đến 200 me. Bao gồm: nơtrinô , electron e-, pôzitron e+,+ Các hađrôn: Có khối lượng trên 200me. Được chia thành ba nhóm con:

Mêzôn , K: Có khối lượng trên 200me nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn. Nuclôn p, n. Hipêron: Có khối lượng lớn hơn khối lượng các nuclôn.

Nhóm các nuclôn và hipêron còn được gọi là barion.- Tất cả các hađrôn đều được cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac. Có 6 loại quac (kí hiệu là: u, d,

s, c, b, t) cùng với 6 phản quac tương ứng. Các quac có mang điện phân số: e3 ,

2e3 . Một trong các

thành công về giả thuyết về quac là dự đoán về hạt ômêga trừ -.- Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp gồm hạt và phản hạt. Phản hạt có cùng khối lượng nghỉ vàspin như hạt nhưng các đặc trưng khác có trị số bằng về độ lớn và trái dấu.- Lưu ý:+ Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về khối lượng của các hạt sơ cấp đã biết: Phôtôn, leptôn, mêzôn vàbarion.+ Theo quan niệm hiện nay về các hạt thực sự là sơ cấp gồm: Các quac, các leptôn và các hạt truyềntương tác là gluôn, phôtôn, W, Z0 và gravitôn.+ Hạt prôton có cấu tạo bởi các quac nên prôton có thể bị phá vỡ.

3. Bốn loại tương tác cơ bản trong vũ trụ: mạnh, điện từ, yếu, hấp dẫn.- Tương tác hấp dẫn: Là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác không. Bán kính lớn vôcùng, lực tương tác nhỏ.Vd: Trọng lực, lực hút của TĐ và mặt trăng...- Tương tác điện từ: là tương tác giữa các hạt mang điện và giữa các vật tiếp tiếp xúc gây nên ma sát.Bán kính lớn vô hạn, lực tương tác mạnh hơn tương tác hấp dẫn cỡ 1038 lần.

Tương tác điện từ là bản chất của các lực Culông, lực điện từ, lực Lo – ren, lực ma sát, lực liên kết hóahọc...- Tương tác yếu – các leptôn: Đó là tương tác giữa các leptôn. Bán kính tác dụng rất nhỏ cỡ 10-18m, lựctương tác yếu hơn tương tác hấp dẫn cỡ 1011 lần. Ví dụ: các quá trình phân rã :

p n + e+ + ve ; n p + e- +~

ev-Tương tác mạnh: Là tương tác giữa các hadrôn; không kể các quá trình phân rã của chúng. Bán kính tácdụng rất nhỏ cỡ 10-15m, lực tương tác yếu hơn tương tác hấp dẫn cỡ 102 lần.

Một trường hợp riêng của tương tác mạnh là lực hạt nhân.

4. Kích thước của nguyên tử, hạt nhân, prôton lần lượt là: 10-10m, 10-14m, 10-15m.- Theo thứ tự kích thước giảm dần: Phân tử > nguyên tử > hạt nhân > nuclôn > quac.

VẤN ĐỀ 2 : MẶT TRỜI – HỆ MẶT TRỜI1. Hệ mặt trời: Gồm Mặt Trời và 8 hành tinh, các tiểu hành tinh và các vệ tinh, các sao chổi và thiên




thạch.- Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, HảiVương tinh.- Để đo đơn vị giữa các hành tinh người ta dùng đơn vị thiên văn: 1đvtv = 150.106km.- Năm ánh sáng: là quãng đường mà as đi được trong 1 năm : 1 năm ánh sáng = 9,46.1012 km- Các hành tinh đều quay quanh mặt trời theo chiều thuận trong cùng một phẳng, Mặt Trời và các hànhtinh tự quay quanh nó và đều quay theo chiều thuận trừ Kim tinh.2. Mặt trời:- Là thiên thể trung tâm của hệ mặt trời. Có bán kính >109 lần bk trái đất; khối lượng =333000 lần kl TĐ.- Có khối lượng lớn, lực hấp dẫn của Mặt Trời có vai trò quyết định sự hình thành, phát triển và chuyểnđộng của hệ.- Là một quả cầu khí nóng sáng, khoảng 75% là hiđrô và 23% là heli. Nhiệt độ bề mặt 6000K, trong lòngđến hàng chục triệu độ. Trong lòng mặt trời luôn xảy ra p.ư nhệt hạch là p.ư tổng hợp hạt nhân hiđrôthành hn heli.-Cấu trúc của mặt trời: Nhìn tổng quát, Mặt trời được cấu tạo gồm hai phần là quang cầu và khí cầu.+Quang cầu. Nhìn từ Trái đất ta thấy Mặt trời có dạng một đĩa sáng tròn và bán kính góc 16 phút. khốicầu nóng sáng nhìn thấy này được gọi là quang cầu (còn gọi là quang quyển, có bán kính khoảng 7.105

km).+Khí quyển Mặt trời (khí cầu). Bao quanh quang cầu có khí quyển Mặt trời. Khí quyển Mặt trời đượccấu tạo chủ yếu bởi hiđrô, heli… vì có nhiệt độ rất cao nên khí quyển có đặc tính rất phức tạp. Khí quyểnđược phân ra hai lớp có tính chất vật lí khác nhau là sắc cầu và nhật hoa.

Sắc cầu là lớp khí nằm sát mặt quang cầu có độ dày trên 10 000 km và có nhiệt độ khoảng 4500K.Phía ngoài sắc cầu là nhật hoa. Vật chất cấu tạo nhật hoa ở trạng thái ion hoá mạnh (gọi là trạng

thái plaxma). Nhiệt độ khoảng 1 triệu độ. Nhật hoa có hình dạng thay đổi theo thời gian.- Công suất phát xạ Mặt Trời là P=3,9.1026W.

Lưu ý: Công suất bức xạ của mặt trời P = 3,9.1026W, Mà P =At =

Et ==> E = P.t

==> Khối Lượng mặt trời giảm đi là : m = E/c2 = Pt/c2

3. Trái Đất:a) Cấu tạo: Trái Đất có dạng hình phỏng cầu, bán kính xích đạo bằng 6378km , bán kính ở hai cực bằng6357km, khối lượng riêng trung bình 5515kg/m3.

+ Lõi Trái Đất: bán kính 3000km; chủ yếu là sắt, niken; nhiệt độ khoảng 3000-40000C.+ Vỏ Trái Đất: dày khoảng 35km; chủ yếu là granit; khối lượng riêng 3300kg/m3.

- 1 vài số liệu về TĐ: BK = 6400km, KL = 5,98.1024kg, BK quĩ đạo quanh mặt trời 150.106km. Chu kìquay quanh trục 23h56ph004giây. Chu kì quay quanh mặt trời 365,2422 ngày. Góc nghiêng 23027’b) Mặt Trăng- vệ tinh của Trái đất- Mặt trăng cách Trái Đất 384 000 km có bán kính 1738 km, có khối lượng 7, 35.1022 kg. Gia tốc trọngtrường của Mặt trăng là 1,63 m/s2. Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất với chu kì 27,32 ngày. Trongkhi chuyển động củaTrái Đất, Mặt Trăng còn quay quanh trục của nó với chu kì đúng bằng chu kì chuyểnđộng quanh Trái Đất. Hơn nữa, do chiều tự quay cùng chiều với chiều quay quanh Trái đất, nên MặtTrăng luôn hướng một nửa nhất định của nó về phía Trái đất.- Do lực hấp dẫn bé nên Mặt Trăng không giữ được khí quyển. Nói các khác, Mặt Trăng không có khíquyển.- Bề mặt Mặt trăng được phủ một lớp vật chất xốp. Trên bề mặt Mặt Trăng có các dãy núi cao, có cácvùng bằng phẳng được gọi là biển (biển đá, không phải là biển nước), đặc biệt là có rất nhiều lỗ tròn ởtrên các đỉnh núi (có thể là miệng núi lửa đã tắt, hoặc vết tích va chạm của các thiên thạch).- Nhiệt độ trong một ngày đêm trên Mặt Trăng chênh lệch nhau rất lớn ; ở vùng xích đạo của mặt MặtTrăng, nhiệt độ lúc giữa trưa là trên 100 0C nhưng lúc nửa đêm lại là -150 0C .- Mặt Trăng có nhiều ảnh hưởng đến Trái Đất, mà rõ rệt nhất là gây ra hiện tượng thuỷ triều. Cần lưu ýrằng khí quyển Trái Đất cũng bị tác dụng của lực triều (triều), dâng lên và hạ xuống với biên độ lớn hơnbiên độ của thuỷ triều rất nhiều lần.




4. Hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo xác định.- Các hành tinh: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, HảiVương tinh.- Các hành tinh có kích thước nhỏ cỡ vài trăm km hoặc nhỏ hơn gọi là các tiểu hành tinh.- Vệ tinh chuyển động quanh hành tinh.- Những hành tinh thuộc nhóm Trái Đất là: Thuỷ tinh, Kim tinh, Trái Đất và Hoả tinh. Đó là các hànhtinh nhỏ, rắn, có khối lượng riêng tương đối lớn. Nhiệt độ bề mặt tương đối cao.- Những hành tinh thuộc nhóm Mộc tinh là: Mộc tinh, Thổ tinh, Hải vương tinh và Thiên vương tinh.Chúng là các hành tinh lớn, có thể là khối khí hoặc nhân rắn và xung quanh là chất lỏng. Nhiệt độ bề mặttương dối thấp.- Các đặc trưng cơ bản của các hành tinh

Thiên thể

Khoảngcách đếnMặt Trời

(đvtv)

Bánkính(km)

Khối lượng(so với Trái

Đất)

Khối lượngriêng

(103kg/m3)

Chu kìtự quay

Chu kìchuyển độngquanh Mặt

Trời

Số vệtinh đă

biết

Thủy tinh 0,39 2440 0,055 5,4 59 ngày 87,9 ngày 0

Kim tinh 0,72 6056 0,81 5,3 243ngày 224,7 ngày 0

Trái Đất 1 6375 1 5,5 23g56ph 365,25 ngày(1 năm) 1

Hỏa tinh 1,52 3395 0,11 3,9 24g37ph 1,88 năm 2Mộc tinh 5,2 71490 318 1,3 9g50ph 11,86 năm 63Thổ tinh 9,54 60270 95 0,7 14g14ph 29,46 năm 34

ThiênVương

tinh19,19 25760 15 1,2 17g14ph 84,00 năm 27

HảiVương

tinh30,07 25270 17 1,7 16g11ph 164,80 năm 13

5. Sao chổi và thiên thạch:- Sao chổi: Là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động quanh Mặt Trờitheo quỹ đạo elíp rất dẹt mà mặt trời là 1 tiêu điểm. Khi sao chổi cđ trên quĩ đạo gần mặt trời vật chấttrong sao bị nóng sáng và bay hơi thành đám khí và bụi quanh sao. Đám khí và bụi bao quanh sao bị ápsuất do as mặt trời gây ra đẩy dạt về phía đối diện với mặt trời tạo thành cái đuôi sao chổi. Đứng trên TĐta nhìn thấy cả đầu và đuôi sao chổi: đầu sao chổi gần mặt trời, đuôi sao chổi xa MT hơn.- Thiên thạch: Là những tảng đá chuyển động quanh mặt trời. Trường hợp thiên thạch bay và bầu khíquyển của trái đất thì nó bị ma sát mạnh nêu nóng sáng và bốc cháy, để lại một vết dài mà ta gọi là saobăng.

VẤN ĐỀ 3 : CÁC SAO VÀ THIÊN HÀ1. Sao:- Sao là một thiên thể nóng sáng giống như Mặt Trời. Các sao ở rất xa, hiện nay đã biết ngôi sao gầnnhất cách chúng ta đến hàng chục tỉ km (trên 4 năm as); còn ngôi sao xa nhất cách xa đến 14 tỉ năm ánhsáng (1 năm ánh sáng = 9,46.1012 km).- Xung quanh một số sao còn có các hành tinh chuyển động, giống như hệ Mặt Trời. Khối lượng của cácsao có giá trị năm trong khoảng từ 0,1 lần khối lượng Mặt Trời đến vài chục lần (đa số khoảng 5 lần )khối lượng Mặt Trời. Bán kính của các sao có giá trị nằm trong một khoảng rất rộng, từ khoảng một phầnnghìn lần bán kính Mặt Trời ( ở sao chắt) đến gấp hàng ngìn lần bk mặt trời (ở sao kềnh).2. Các loại sao:




- Đa số các sao tồn tại trong trạng thái ổn định; có kích thước, nhiệt độ, …không đổi trong một thời giandài.- Ngoài ra; người ta đã phát hiện thấy có một số sao đặc biệt như sao biến quang, sao mới, sao nơtron, …+ Sao biến quang có độ sáng thay đổi, có hai loại: Sao biến quang do che khuất là một hệ sao đôi (gồm sao chính và sao vệ tinh), độ sáng tổng hợpmà ta thu được sẽ biến thiên có chu kì. Sao biến quang do nén dãn có độ sáng thay đổi thực sự theo một chu kì xác định.

+ Sao mới có độ sáng tăng đột ngột lên hàng ngàn, hàng vạn lần rồi sau đó từ từ giảm. Lí thuyết cho rằngsao mới là một pha đột biến trong quá tŕnh biến hóa của một hệ sao.+ Punxa, sao nơtron ngoài sự bức xạ năng lượng còn có phần bức xạ năng lượng thành xung sóng vôtuyến. Sao nơtron được cấu tạo bởi các hạt nơtron với mật độ cực kì lớn 1014g/cm3. Punxa (pulsar) là lơi sao nơtron với bán kính 10km tự quay với tốc độ góc 640 vòng/s và phát rasóng vô tuyến. Bức xạ thu được trên Trái Đất có dạng từng xung sáng giống như áng sáng ngọn hảiđăng mà tàu biển nhận được.

- Ngoài ra, trong hệ thống các thiên thể trong vũ trụ có các lỗ đen và các tinh vân.+ Lỗ đen là một thiên thể được tiên đoán bởi lí thuyết, cũng được cấu tao bởi các nơtron, có

trường hấp dẫn lớn đến nỗi thu hút mọi vật thể, kể cả ánh sáng. Vì vậy, thiên thể này tối đen không phátbất kì sóng điện từ nào.Người ta chỉ phát hiện được một lỗ đen nhờ tia X phát ra, khi lỗ đen đó hút mộtthiên thể gần đó.

+ Tinh vân ta còn thấy những “đám mây sáng”, gọi là. Đó là các đám bụi khổng lồ được rọi sángbởi các ngôi sao ở gần đó, hoặc là các đám khí bị ion hoá được phóng ra từ một sao mới hay sao siêumới.3. Khái quát về sự tiến hoá của các saoKhi “nhiên liệu” trong sao cạn kiệt, sao biến thành các thiên thể khác. Lí thuyết cho thấy các sao có khốilượng cỡ Mặt Trời có thể “ sống” tới 10 tỉ năm, sau đó biến thành sao chắt trắng (hay sao lùn ), là sao cóbán kính chỉ bằng một phần trăm hay một phần nghìn bán kính Mặt Trời nhưng lại có nhiệt độ bề mặt tới50 000 K. Còn các sao có khối lượng lớn hơn mặt trời (từ năm lần trở lên) thì chỉ “sống” được khoảng100 triệu năm, nhiệt độ của sao giảm dần và sao trở thành sao kềnh đỏ, sau đó lại tiếp tục tiến hoá và trởthành một sao nơtron (punxa), hoặc một lỗ đen.4. Thiên hà:- Các sao tồn tại trong vũ trụ thành những hệ thống tương đối độc lập đối với nhau. Hệ thống sao gồmnhiều loại sao và tinh vân gọi là thiên hà.a. Các loại thiên hà: Thiên hà xoắn ốc có hình dạng dẹt như các đĩa, có những cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí. Thiên hà elip có hình elip, chứa ít khí và có khối lượng trải ra trên một dải rộng. Có một loạithiên hà elip là nguồn phát sóng vô tuyến điện rất mạnh. Thiên hà không định hình trông như những đám mây (thiên hà Ma gien-lăng). Đường kính của các thiên hà vào khoảng 100000 năm ánh sáng . Toàn bộ các sao trong mỗi thiên hà đều quay xung quanh trung tâm thiên hà.

b. Thiên Hà của chúng ta. Ngân hà:- Thiên hà của chúng ta là loại thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng và cókhối lượng bằng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời. Nó là một hệ phẳng giống như một cái đĩa, dàykhoảng 330 năm ánh sáng, chứa vài trăm tỉ ngôi sao. Hệ Mặt Trời nằm trong một cánh tay xoắn ở rìathiên hà, cách trung tâm trên 30 nghìn năm ánh sáng và quay quanh tâm thiên hà với tốc độ khoảng 250km/s. Giữa các sao có bụi và khí. Phần trung tâm thiên hà có dạng một hình cầu dẹp, gọi là vùng lồitrung tâm (dày khoảng 15000 năm ánh sáng ), được tạo bởi các sao “già” khí và bụi. Ngay ở trung tâmthiên hà có một nguồn phát xạ hồng ngoại và cũng là nguồn phát xạ sóng vô tuyến điện ; nguồn này phátra năng lượng tương đương với độ sáng của chừng 20 triệu ngôi sao như mặt trời và phóng ra một luồnggió mạnh.- Từ Trái đất, Chúng ta chỉ nhìn được hình chiếu của Thiên Hà trên vòm trời, như một dải sáng trải ratrên bầu trời đêm, được gọi là dải Ngân Hà. Mặt phẳng trung tâm của dải Ngân Hà trở nên tối do một làn




bụi dài. Vào đầu đêm mùa hè, ta thấy dải Ngân Hà nằm trên nền trời sao theo hướng Đông Bắc- TâyNam .c. Nhóm thiên hà. Siêu nhóm thiên hà:- Vũ trụ có hàng trăm tỉ thiên hà, các thiên hà thường cách nhau khoảng mười lần kích thước Thiên Hàcủa chúng ta. Các thiên hà có xu hướng hợp lại với nhau thành từng nhóm từ vài chục đến vài nghìnthiên hà.- Thiên Hà của chúng ta và các thiên hà lân lận thuộc về Nhóm thiên hà địa phương, gồm khoảng 20thành viên, chiếm một thể tích không gian có đường kính gần một triệu năm ánh sáng. Nhóm này bị chiphối chủ yếu bởi ba thiên hà xoắn ốc lớn: Tinh vân Tiên Nữ (thiên hà Tiên Nữ M31 hay NGC224);Thiên Hà của chúng ta; Thiên hà Tam giác, các thành viên còn lại là Nhóm các thiên hà elip và các thiênhà không định hình tí hon.- Ở khoảng cách cỡ khoảng 50 triệu năm ánh sáng là Nhóm Trinh Nữ chứa hàng nghìn thiên hà trải rộngtrên bầu trời trong chòm sao Trinh Nữ.- Các nhóm thiên hà tập hợp lại thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà. Siêu nhóm thiên hà địaphương có tâm nằm trong ở Nhóm Trinh Nữ và chứa tất cả các nhóm bao quanh nó, trong đó có nhómthiên hà địa phương của chúng ta.

VẤN ĐỀ 4 : THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG)1. Các sự kiện thiên văn quan trọnga) Vũ trụ dãn nở:

Các thiên hà dịch chuyển ra xa nhau, đó là bằng chứng của sự kiện thiên văn quan trọng : vũ trụ đangdãn nở.b) Bức xạ “vũ trụ”Bức xạ này được phát đồng đều từ phía trong không trung và tương ứng với bức xạ phát ra từ vật có nhiệtđộ khoảng 3K (chính xác là 2,735K); bức xạ này đươc gọi là bức xạ 3K. Kết quả thu được đã chứng tỏ bứcxạ đó là bức xạ được phát ra từ mọi phía trong vũ trụ (nay đã nguội) và được gọi là bức xạ “nền” vũ trụ.2. Định luật Hớp-bơn:- Tốc độ lùi ra xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách giữa thiên hà và chúng ta: v = H.d

Với: v là tốc độ chạy xa của thiên hàd là k/c từ thiên hà đang xét đến thiên hà của chúng taH=1,7.10-2 m/s năm ánh sáng gọi là hs Hớp - bơn1 năm ánh sáng = 9,46.1012 km

3. Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang):- Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dăn nở từ một “điểm kì dị”. Để tính tuổi và bán kính vũ trụ, tachọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi là điểm zêrô Big Bang).- Tại thời điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng không áp dụng được. Vật lí họchiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đoán các hiện tượng xảy ra bắt đầu từ thời điểm tp= 10-43s sauVụ nổ lớn gọi là thời điểm Planck.- Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ là 3510 m , nhiệt độ là 3210 K và mật độ là 91 310 kg/cm . Các trịsố cực lớn cực nhỏ này gọi là trị số Planck. Từ thời điểm này Vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của Vũtrụ giảm dần. Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập bởi các hạt có năng lượng cao như electron,notrino và quark, năng lượng ít nhất bằng 1510 GeV .- Tại thời điểm t = 10-6s, chuyển động các quark và phản quark đã đủ chậm để các lực tương tác mạnhgom chúng lại và gắn kết chúng lại tạo thành các prôtôn và nơtrôn, năng lượng trung bình của các hạttrong vũ trụ lúc này chỉ còn 1GeV .- Tại thời điểm t 3 phuùt , các hạt nhân Heli được tạo thành. Trước đó, prôtôn và nơtrôn đă kết hợpvới nhau để tạo thành hạt nhân đơteri 2

1H . Khi đó, đă xuất hiện các hạt nhân đơteri 21H , triti 3

1H , heli42He bền. Các hạt nhân hiđrô và hêli chiếm 98% khối lượng các sao và các thiên hà, khối lượng các hạt

nhân nặng hơn chỉ chiếm 2%. Ở mọi thiên thể, có 14 khối lượng là hêli và có 3

4 khối lượng là hiđrô.

Điều đó chứng tỏ, mọi thiên thể, mọi thiên hà có cùng chung nguồn gốc.




- Tại thời điểm t=300000năm, các loại hạt nhân khác đă được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũtrụ là tương tác điện từ. Các lực điện từ gắn các electron với các hạt nhân, tạo thành các nguyên tử H vàHe.- Tại thời điểm t=106năm, các nguyên tử đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tươngtác hấp dẫn. Các lực hấp dẫn thu gom các nguyên tử lại, tạo thành các thiên hà và ngăn cản các thiên hàtiếp tục nở ra. Trong các thiên hà, lực hấp dẫn nén các đám nguyên tử lại tạo thành các sao. Chỉ cókhoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục tăng lên.- Tại thời điểm t=14.109năm, vũ trụ ở trạng thái như hiện nay với nhiệt độ trung bình T 2,7K .Lưu ý:- Theo hiệu ứng Đốp-le với sóng as thì nếu 1 nguồn đứng yên phát ra 1 bức xạ đơn sắc bước sóng 0, khinguồn chuyển động với tốc độ v đối với máy thu thì bước sóng của bức xạ mà máy thu nhận được là .

- Độ dịch chuyển bước sóng của bức xạ là : = - 0 = 0vc

+ Nếu nguồn ra xa máy thu thì v > 0 ==> = - 0 > 0 ==> > 0 , bước sóng của bức xạ d/c về phíađỏ, bs dài hơn.+ Nếu nguồn lại gần máy thu thì v < 0 ==> = - 0 < 0 ==> < 0, bước sóng của bức xạ d/c vềphía tím, bs ngắn hơn.

--------------------------------------------------------------------

MỘT SỐ THỦ THUẬT KHI LÀM BÀI TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ

Chiêu thứ 1. Khi trong 4 phương án trả lời, có 2 phương án là phủ định của nhau, thì câu trả lời đúngchắc chắn phải là một trong hai phương án này.Ví dụ: Khi vật dao động điều hòa đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng :

A. Vật tốc của vật tăng B. Lực hồi phục giảmC. Gia tốc của vật giảm D. Gia tốc của vật không đổiChọn đáp án SAI.

Rõ ràng với trường hợp câu hỏi này, ta không cần quan tâm đến hai phương án A và B, vì C và Dkhông thể cùng đúng hoặc cùng sai được. Nếu vào thi mà gặp câu hỏi như thế này thì coi như bạn maymắn, vì bạn đã được trợ giúp 50 - 50 rồi !Chiêu thứ 2. Khi 4 đáp số nêu ra của đại lượng cần tìm có tới 3, 4 đơn vị khác nhau thì hãy khoan tính

toán đã, có thể người ta muốn kiểm tra kiến thức về thứ nguyên (đơn vị của đại lượng vật lí) đấy.Ví dụ: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 100g dao động với tần số 5Hz và với biên độ 5cm

thì sẽ có cơ năng là :A. 25W. B. 0,025J. C. 0,25kg.m/s. D. 2,5J.s.

Với bài toán này, sau một loạt tính toán, bạn sẽ thu được đáp số là 0,025J. Tuy nhiên, chỉ cần nhanhtrí một chút thì việc chọn đáp số 0,025J phải là hiển nhiên, không cần làm toán.Chiêu thứ 3. Đừng vội vàng “tô vòng tròn” khi con số bạn tính được trùng khớp với con số của một

phương án trả lời nào đấy. Mỗi đại lượng vật lí còn cần có đơn vị đo phù hợp nữa.Ví dụ: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC với R=100 một hiệu điện thế xoay chiều có giá tri hiệu dụng200V. Điện năng cực đại mà đoạn mạch tiêu thụ trong 2,5 giây là :A. 400 J; B. 400 W; C. 1000 W; D. 1 kJ.

Giải bài toán này, bạn thu được con số 1000. Nhưng đáp án đúng lại là 1 cơ. Hãy caån thận vớinhững bài toán dạng này, “giang hồ hiểm ác” bạn nhé.Chiêu thứ 4. Phải cân nhắc các con số thu được từ bài toán có phù hợp với những kiến thức đã biết

không. Chẳng hạn tìm bước sóng của ánh sáng khả kiến thì giá trị phải trong khoảng 0,400 đến 0,760m. Hay tính giá trị lực ma sát trượt thì hãy nhớ là lực ma sát trượt luôn vào khoảng trên dưới chục phầntrăm của áp lực. Trong ví dụ sau , hai con số 0,5 N và 6,48 N rõ ràng là không thể chấp nhận được.

Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì tắt máy, sau khi đi được đoạnđường 200m thì dừng hẳn. Lực ma sát trung bình tác dụng lên ô tô trong quá trình này có độ lớn




A. 500 N; B. 0,5 N; C. 6,48 N; D. 6480 N.Bao giờ cũng vậy, trong 4 phương án trả lời, với một chút tinh ý và óc phán đoán nhanh, trên cơ sở

kiến thức đã học, bạn luôn luôn có thể loại trừ ngay 2 phương án không hợp lí.Chiêu thứ 5. Luôn luôn cẩn thận với những từ phủ định trong câu hỏi, cả trong phần đề dẫn lẫn trong

các phương án trả lời. Không phải người ra đề thi nào cũng “nhân từ” mà in đậm, in nghiêng, viết hoacác từ phủ định cho bạn đâu. Hãy đánh dấu các từ phủ định để nhắc nhở bản thân không phạm sai lầm.Ví dụ: Tần số dao động của con lắc lò xo không phụ thuộc vào :A. Độ cứng của lò xo B. Khối lượng của vật nặngC. Cách kích thichs ban đầu D. Các câu trên đều đúng

Hãy nhớ là mỗi kì thi có không ít sĩ tử “trận vong” chỉ vì những chữ “không” chết người như trên đây !Chiêu thứ 6. Tương tự, bạn phải cảnh giác với những câu hỏi yêu cầu nhận định phát bieåu là đúng hay

sai. Làm ơn đọc cho hết câu hỏi. Thực tế có bạn chaúng đọc hết câu đã vội trả lời rồi.Ví dụ: Chọn câu phát biểu ĐÚNG.

A. Khi đưa đồng quả lắc lên cao thì đồng hồ chạy nhanh hơnB. khi nhiệt độ giảm thì đồng hồ quả lắc chạy chậm hơnC. Chu kì dao động của con lắc lò xo phụ thuộc gia tốc trọng trườngD. Chu kì dao động của con lắc lò xo không phụ thuộc nhiệt độCho như câu này là nhân đạo lắm ! Sĩ tử có thể chết “bất đắc kì tử” vì những câu “thòng” phía sau nhưcâu sau đây, mà không hiểu sao, có nhiều bạn không thèm đọc đến khi làm bài !

Khi một vật dao động điều hòa thì :A. Động lượng của vật biến thiên;B. Thế năng của vật biến thiên;C. Động năng của vật biến thiên;D. Cơ năng của vật biến thiên.Chọn đáp án SAI.Chiêu thứ 7. Đặc điểm của bài kiểm tra trắc nghiệm là phạm vi bao quát kiến thức rộng, có khi chỉ

những “chú ý”, “lưu ý”, “nhận xét” nhỏ lại giúp ích cho bạn rất nhiều khi lựa chọn phương án trả lời.Nắm chắc kiến thức và tự tin với kiến thức mà mình có, không để bị nhiễu vì những dữ kiện cho khôngcần thiết.Ví dụ: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC trong đó R=80, cuộn dây có điện trở thuần r = 30, có độ tự

cảm L= 2

H và tụ điện có điện dung C thay đổi được . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay

chiều u = 220 2 sin(100t - 6

) (V). Điều chỉnh điện dung của tụ điện để cường độ dòng điện trongmạch đạt giá tri cực đại khi đó công suất tiêu thụ trong mạch là :A. 440W. B. 484W. C. 220W. D. 242W.

Ở đây ta không cần quan tâm đến giá trị của độ tự cảm L, điện dung C của tụ điện , tần số góc hay pha ban đầu của hiệu điện thế , những giá tri này đưa vào chỉ để gây nhiễu , điều quan trọng là taphải biết tính giá trị của cường độ dòng điện cực đại và công suất tiêu thụ trên mạch khi đó .

Trên đây là một số thủ thuật làm bài kiểm tra trắc nghiệm vật lí. Hi vọng là mấy “chiêu thức” đơn sơnày có thể giúp ích cho bạn phần nào khi bước vào phòng thi. Tuy nhiên, có một điều chúng tôi muốnnhấn mạnh với bạn rằng: Cho dù hình thức kiểm tra, đánh giá có thay đổi như thế nào đi nữa thì học chochắc và bình tĩnh, tự tin khi làm bài vẫn là hai yếu tố then chốt quyết định cho sự thành công của bạn.Chúc may mắn.

15 ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI LÀM BÀI TRẮC NGHIỆM

Tô, bôi xóa không đúng cách, bỏ làm những câu không tìm ra phương án... Đó là những lỗi thí sinh (TS)thường gặp khi làm bài thi trắc nghiệm. Điều đáng quan tâm là tỉ lệ các sai sót trên khá cao, khiến điểmsố bài thi bị đánh thấp một cách oan uổng. Cục Khảo thí và Kiểm định chất lượng giáo dục Bộ GD-ĐTvừa ban hành tài liệu hướng dẫn thi trắc nghiệm. Theo đó, khi làm bài thi trắc nghiệm, TS cần lưu ý:




1. Ngoài những vật dụng được mang vào phòng thi như quy định trong quy chế thi, để làm bài trắcnghiệm, TS cần mang theo bút chì đen (loại mềm: 2B, 6B), dụng cụ gọt bút chì, tẩy chì, bút mực hoặcbút bi (mực khác màu đỏ). Nên mang theo đồng hồ để theo dõi giờ làm bài.2. Ngay sau khi nhận được phiếu trả lời trắc nghiệm, TS dùng bút mực hoặc bút bi điền đầy đủ bằng chữvào các mục để trống từ số 1 đến số 8; ghi số báo danh với đầy đủ các chữ số kể cả những số 0 ở đầu sốbáo danh (nếu có) vào các ô vuông nhỏ trên đầu các cột của khung số báo danh (mục 9).Sau đó, chỉ dùngbút chì, lần lượt theo từng cột tô kín ô có chữ số tương ứng với chữ số ở đầu cột.Lưu ý chưa ghi mã đềthi(mục 10).3. Khi nhận được đề thi, TS ghi tên và số báo danh của mình vào đề thi. Phải kiểm tra để bảo đảm rằngtất cả các trang của đề thi đều ghi cùng một mã đề thi (ở cuối trang). Đề thi có mã số riêng. TS xem mãđề thi (in trên đầu đề thi) và dùng bút mực hoặc bút bi ghi ngay 3 chữ số của mã đề thi vào 3 ô vuôngnhỏ ở đầu các cột của khung chữ nhật (mục số 10 trên phiếu trả lời trắc nghiệm); sau đó chỉ dùng bút chìlần lượt theo từng cột tô kín ô có chữ số tương ứng với chữ số ở đầu mỗi cột.4. Khi trả lời từng câu trắc nghiệm, TS chỉ dùng bút chì tô kín ô tương ứng với chữ cái A hoặc B, C, Dtrong phiếu trả lời trắc nghiệm. Chẳng hạn, TS đang làm câu 5, chọn C là phương án đúng thì TS tô đenô có chữ C trên dòng có số 5 của phiếu trả lời trắc nghiệm.5. Làm đến câu trắc nghiệm nào TS dùng bút chì tô ngay ô trả lời trên phiếu trả lời trắc nghiệm, ứng vớicâu trắc nghiệm đó. Tránh làm toàn bộ các câu của đề thi trên giấy nháp hoặc trên đề thi rồi mới tô vàophiếu trả lời trắc nghiệm, vì dễ bị thiếu thời gian.6. Chỉ tô các ô bằng bút chì. Trong trường hợp tô nhầm hoặc muốn thay đổi câu trả lời, TS dùng tẩy xóathật sạch chì ở ô cũ, rồi tô ô khác mà mình mới lựa chọn.7. Tránh việc tô 2 ô trở lên cho một câu trắc nghiệm (vì câu trắc nghiệm chỉ có một phương án trả lời).8. Không nên dừng lại quá lâu trước một câu trắc nghiệm nào đó; nếu không làm được câu này TS nêntạm thời bỏ qua để làm câu khác; cuối giờ có thể quay trở lại làm câu trắc nghiệm đã bỏ qua, nếu cònthời gian.9. Chỉ có phiếu trả lời trắc nghiệm mới được coi là bài làm của TS.Bài làm phải có 2 chữ ký của 2 giámthị.10. Trên phiếu trả lời trắc nghiệm chỉ được viết một thứ mực không phải là mực đỏ và tô chì đen ở ô trảlời; không được tô bất cứ ô nào trên phiếu trả lời trắc nghiệm bằng bút mực, bút bi. Khi tô các ô bằng bútchì, phải tô đậm và lấp kín diện tích cả ô; không gạch chéo hoặc chỉ đánh dấu vào ô được chọn.11. TS tuyệt đối không được viết gì thêm hoặc để lại dấu hiệu riêng trên phiếu trả lời trắc nghiệm. Bài códấu riêng sẽ bị coi là phạm quy và không được chấm điểm.12. TS cần lưu ý là đề thi cho chương trình phân ban có phần chung cho cả 2 ban khoa học tự nhiên vàkhoa học xã hội và có phần riêng của từng ban. Ở phần riêng, TS chỉ được chọn một trong hai để làm,nếu TS làm cả hai phần là phạm quy (năm ngoái, TS lỡ làm cả hai phần thì chỉ chấm phần đầu).13. TS làm xong bài phải ngồi tại chỗ, không nộp bài trắc nghiệm trước khi hết giờ làm bài. Khi nộpphiếu trả lời trắc nghiệm, TS phải ký tên vào danh sách TS nộp bài.14. TS chỉ được rời khỏi chỗ của mình sau khi giám thị đã kiểm đủ số phiếu trả lời trắc nghiệm của cảphòng thi và cho phép TS ra về.15. TS được đề nghị phúc khảo bài thi trắc nghiệm của mình; để được phúc khảo, TS làm các thủ tụctheo quy chế.

--------------------------------------------------------------------

Chúc các em HỌC SINH thành công trong học tập !


Tóm tắt lý thuyết & các dạng toán - Vật lý 12(Đây mới hoàn chỉnh).13931

Documents

Transcript of Tóm tắt lý thuyết & các dạng toán - Vật lý 12(Đây mới hoàn chỉnh).13931